






桨式搅拌器特点介绍
桨式搅拌器,桨式搅拌器是搅拌器中结构简单的一种,通常仅两个叶片。它采用扁钢制成,叶片焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片型式可分为平直叶式和斜(折)叶式两种,根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型两种。桨式叶轮主要用于排出流是---的场合,由于在同样的排量下,轴向流叶轮的功耗比径向流低,故轴向流叶轮使用较多,由于结构简单,即使叶径大,价格也不高,故往往用于大叶径、低转速的场合。其主要用途为:在液-液系用于防止分离和使温度均一;在固-液系,多用于防止固体沉降。然而,桨式叶轮机械搅拌器不适用于气-液分散那样保持气体和以细微化为目的的操作,还有,由于其适合于制成大叶径,故也可用于高黏度液体的搅拌,这种场合为了促使液体上下交换,或者使用3—5层的多层叶轮,或者使用如下图那样的变形的桨式叶轮。一般情况下桨式搅拌器所搅拌的介质的粘度都不高,同样适用于中低粘度搅拌的搅拌器还有涡轮式和推进式,
桨式搅拌器主要用于流体的循环,由于在同样的排量下,斜叶式比平直叶的功耗少,操作费用低,因而斜叶式搅拌器使用较多。桨式也可用于高黏流体的搅拌,虽然,对于高黏度液体的混合来说,它的效果比昂贵的螺带式叶轮要差一点,但对于液体黏度不太高,或者对混合的要求不是太高的场合,桨式搅拌器由于其价格低,还往往被选用。
日本对立式搅拌器的采购进行过分析,桨式、涡轮式和推进式三者占全体的75%—80%,而桨式搅拌器又占其中的60%~70%,由此,对于立式搅拌器,使用桨式叶轮的占50%左右。对于低黏度液体,絮凝池搅拌器,桨式叶轮的叶径与罐径之比为0.35—0.5,对于高黏度液体为0.65~0.9;使用的转速为20~100r/min;适应的高黏度为50pa.s。


黏弹性流体兼有黏性液体与弹性固体的特性,能在变形后呈现弹性恢复,具有与非依时性和依时性这两类非牛顿流体的黏性效应。聚合物熔体和溶液是典型的黏弹性流体,在定态剪切下表现出前述纯黏性非牛顿流体的特性,而当剪切发生变化(包括扩大、收缩流和非定态流动)时则表现出弹性。黏弹性流体具有以下特异流动行为。
(1)爬杆效应(weissenberg效应),用搅拌器搅拌黏弹性流体时,转轴处的液面沿轴上升,离轴较远处的液面下降。这一行为与牛顿流体正好相反。为此在设计流体黏弹性较强的搅拌器时,应选择合适的搅拌器。否则,化工搅拌器,会因爬杆效应使流体全部包裹在搅拌器上,食用油搅拌器,与搅拌轴同步旋转,从而使混合和传热等过程均不能正常进行。
(2)膨胀效应(barus效应),黏弹性流体从圆管或小孔中流出时有射流膨胀现象,此时流出液的大直径dmax可达圆管内径d的2~3倍。黏弹性流体的膨胀程度与所流经的圆管长度有关,圆管越长,膨胀程度越小;而当圆管充分长时,膨胀比b (b=dmax/d)会达到一定值。膨胀比在聚合物加工中是一重要现象,通过测量膨胀比可获得法向应力差的信息。
(3)记忆现象(又称弹性滞后),施加压力梯度使黏弹性流体在管内流动;当突然移去压力梯度,黏弹性流体将反向移动一段距离后才停止。
(4)反向次流,在液体中插入一旋转圆盘,形成的主流是切向流,同时在转盘下方形成轴向次流。在牛顿流体中,次流的方向是轴中心处流体向上而四周流体向下;黏弹性流体则相反,银川搅拌器,轴心处流体向下而容器四周的流体向上运动。反向次流对搅拌器的搅拌、传质等操作是一个重要的影响因素。
搅拌器中的底挡板和指形挡板
在之前的文章中,我们介绍过搅拌器中的竖挡板,今天我们仅对底档板和指形挡板进行介绍。
一,底挡板
顾名思义,底挡板安装在搅拌釜的底部,如图8-3所示。它对促进固体悬浮很有效,可避免在搅拌器的底部形成固体颗粒堆积,因而一般用于搅拌固体粒子形成的悬浮液。
对于湍流操作,如图8-3 (a)所示的底部小挡板,挡板的参数为:d=0.5d; b=0.ld; h1=0.05d; w=0.1d; c=0.25d; e=0.5d。对于液液分散,当分散相的密度小
于连续相时(如把油分散于水),若使用的搅拌器直径太小,则在釜壁易产生浮油;若使用的搅拌器直径太大,则在釜的中部易产生浮油。建议采用如图8-3 (b)所示的轻液挡板,可获得好的分散效果。挡板的参数为:d=0.4d; b=0.05~0.1d;bw=0.07~0.1d; sb=0.5d; eb=0.5d。
二,指形挡板及其他型式的挡板
指形挡板(如图8-4所示)类似手指形状,多用于安装在三叶后掠式搅拌器的搪玻璃搅拌釜中。指形挡板比板式挡板节省搅拌功率,亦能起到增加液体上下循环流的作用,有时指形挡板内可通入冷却水,可对搅拌器进行换热作用。一般情况下,指形挡板的设计参数为:管外径d=d/20;指形挡板宽度wf=0.1d;厚度x=0.04d;间距sf=0.2d;长度lf=0.17d;指形挡板与容器内壁间距sb=0.1d;指形挡板与容器底距离c=0.44d;管下端---的指形挡板长度l=0.06d。



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