






化工搅拌器中高黏流体的刮壁传热
在化工领域,高黏度流体的处理比较常见,在处理高黏流体时,目前广泛采用的推进式、桨式和涡轮式等化工搅拌器工作效率不高,若选用锚式化工搅拌器则会出现近壁面温度不均匀等现象。因此,通常使用螺带式和螺杆式加导流筒处理高黏流体,但有时传热效果并不明显,尤其是生产高分子聚合物时,往往会在釜壁产生黏釜物,而这些黏釜物可---降低传热效果。如悬浮法生产pvc时,化工搅拌器,仅0.1mm厚的黏釜物,就能使传热总系数减少35%。而在用连续溶液法或本体法生产聚合物时,产生的黏釜物远大于0.1mm,甚至达到十多毫米厚,近似于绝热操作。
发生这种情况的主要原因是:处理高黏流体时,化工搅拌器的搅拌转速通常很低,普通叶轮造成流体的移动仅能扩展至很短的距离,因而不---克服流体的黏性力,于是传热面就黏有一层相当厚的高黏流体。要提高传热系数必须将这层黏釜物刮除,即采用刮壁式化工搅拌器来减薄其热边界层黏釜物厚度,以强化传热,并由此倡导了刮壁式传热学理论。



螺杆螺带搅拌器技术参数
螺杆螺带式搅拌器的叶片是把细长形的金属卷成螺旋状而制成的,它是搅拌高黏度流体时不可缺少的一种叶轮形式。
螺带的宽度约为叶径的5%~15%,通常为10%。螺带的数量一般为2,称之为双螺杆螺带搅拌器;也有用一条螺带的单螺带叶轮;有时将一枚螺带放在螺杆外侧,另一枚螺带放在中间,并使叶轮转动时,内外两条螺带推动液体前进的方向相反,搅拌器生产,螺杆螺带搅拌器设计时使得两条螺带推动液体的排量相同,这种螺带称内外单螺带。与内外单螺带类似的还有螺带-螺杆式叶轮,螺带与螺杆分别使液体向相反方向流动,使全罐形成整体的轴向循环,在设计螺带-螺杆式叶轮搅拌器时,也需注意使螺带与螺杆的排量相等,由于螺带搅拌器是用于搅拌高黏度流体的,故其叶径与罐径之比应取得大,至少应等于0.9,大的可使叶轮与罐之间几乎无间隙。而且为了提高传热能力,极力减少罐壁上的附着物,还可在螺带上装刮板。
螺带的安装高度通常取罐底至液面的高度。螺带旋转一周的高度称螺距,一般螺带为一至二个螺距。一个螺距的高度约等于叶径。搅拌高黏度流体时通常使用锚框式和螺带式叶轮,然而二者的混合效果大有区别,锚式叶轮几乎不产生上---动,在罐中心部的混合效果也较差,且液体黏度越高,这种缺点越明显。另一方面,螺杆螺带式搅拌器叶轮利用其本身的结构特点和液体的黏性,产生以上下循环流为主的流动,随搅拌器搅拌轴旋转的方向不同,罐内有螺带存在的外周部液体被向上推或向下压,同时在罐中心部则液体相应地下降或上升,黑龙江搅拌器,从而形成全罐液体的上下循环流动。至于哪一种旋转方向好,不能一概而论,尽可能以小试确认。有时,搅拌器回转方向不同,所需搅拌功率也不同。



与牛顿流体不同,黏弹性流体在描述剪切流动行为时,需要三个物质函数才能描述,即黏度物质函数、法向应力系数、第二法向应力系数。
目前描述黏弹性流变行为的力学模型主要有三种:经验模型、线性黏弹性模型和分子模型。
(1)经验模型,双相钢搅拌器,主要来自对流变实验结果的直接关联。常用的方法是通过搅拌器运行实验测量得到:1.切应力和切应变速率的对应数据,2.法向应力差和切应变速率的对应数据确定物质函数。剪切黏度模型仍然可以出现纯黏性流体模型中述及的各种形式;法向应力系数则通常表示成各种形式的y2函数或与weissenberg数进行关联。
(2)线性黏弹性模型,假设流体的黏弹性可以通过理想的黏性和弹性“元件”各种线性叠加进行描述。
(3)分子模型,这种方法主要出现在对聚合物溶液体系流变行为的描述,如珠簧链模型和哑铃模型。


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