机械搅拌器中非依时性非牛顿流体

　　非依时性非牛顿流体是机械搅拌器中的常见流体，属于非牛顿流体中的一种。

　　符合上面公式的流体称之为纯黏性非牛顿流体，或广义牛顿流体，即流体在任何处的切应变速率都是切应力的函数。根据函数f(r)形式的不同，这种流体习惯上又可细分成三种类型：宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。

　　(1)宾汉塑性流体，在宾汉塑性流体的流动曲线上存在一个屈服应力，在屈服之前，它呈现固体行为。一般认为宾汉塑的现象产生于材料的一种三维刚性，这种刚性结构具有内在应力。当材料承受的应力小于屈服应力时，这种三维结构不足以被破坏，故不产生流动。但是当外部施加的应力大于屈服应力时，这种三维刚性就被破坏，呈现牛顿流动行为。

　　机械搅拌器中呈现宾汉塑的常见流体有污水泥浆、油脂、油漆、牙膏、淤泥、蛋黄酱、含有固体颗粒的白垩等；许多浓悬浮液也有屈服值，贵阳搅拌器，如将大量二氧化钛、碳酸钙、氧化铁等微粉混合入水中也可得宾汉塑性流体。

　　(2)假塑性流体，反应釜搅拌器，假塑性流体没有屈服应力，其流变行为的主要特征是黏度随切应力的增加而下降。这类流体通常可以用密律方程描述（此时，又可称为密律流体）。

　　在搅拌与混合技术中，研究得多的非牛顿流体是假塑性流体，具有这种流变行为的流体广泛存在于机械搅拌器中，有聚合物、聚合物溶液、悬浮液、高分子溶液以及羧纤维素的水溶液等。

　　(3)胀塑性流体，胀塑性流体的行为类似于假塑性流体，也没有屈服应力。但是胀塑性流体的黏度随切应变速率的增加而增加。许多高浓度的固体悬浮液具有这种流动行为。当这种悬浮液处于静止时，固体间的孔隙，液体的量由这些小孔隙的空间决定；在低切应变速率下，这些液体起着润滑剂的作用，因此呈现的应力也小；随着切应变速率的增加，液体不足以润滑结构之间的相互作用，应力急剧增加，所以呈现的黏度随切应变速率的增加而增加。

高黏度流体搅拌对机械搅拌器的要求

　　黏度是流体的一种属性。它反映了流体运动时剪切应力与剪切速度梯度的比值关系。所以黏度大小对流动状态有很大的影响，也必然对机械搅拌器的搅拌过程有很大的影响。流体在管路中流动时，有层流、过渡流、湍流三种状态，搅拌罐中也有这样三种流动状态，与管路中一样决定这些状态的是雷诺数Re，黏度是决定Re大小的主要参数之一。

　　在搅拌过程中，所谓黏度高低的说法并没有严格的界限，一般所谓高低只是一个习惯的说法。大致以2500m Pa.s或10四次方mPa.s以上为高黏度．在此以下都可称为低黏度。也有的只将100mPa.s以下称为低黏度，中间又分出一个中等黏度的范畴。因为低黏度与中等黏度的液体在搅拌时流动状态的区别不大，所以将其统称为低黏度，以与高黏度液体相区别。关于目前常用的液体搅拌器所适用的黏度范围，说法也不同。有的认为适用在2×10的五次方mPa.s以下，也有的认为可用到1x10的六次方mPa.s。这些说法都未提及其他指标，所以也只能理解为一个大致的范围。

搅拌器中的流型流场介绍

　　搅拌器内的流型取决于搅拌方式，搅拌器、釜、挡板等的几何特征，流体性质以及转速等因素。在一般情况下，搅拌轴安装在釜中心时，搅拌将产生三种基本流型：1.切向流；2.轴向流；3.径向流。上述三种基本流型，通常可能同时存在。其中，轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应加以抑制，可通过加入挡板削弱切向流，以增强轴向流与径向流。

　　在无挡板的搅拌容器中，搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中，若采用搅拌器侧面插入安装方式，通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式，也可得到相似的混合效果。

　　搅拌器内进行的是三维流动，且流动具有随机性，因而其流动状况非常复杂：对这种流动的研究方法有两种，即试验测量方法与数值模拟法。

　　流场的测量通常采用毕托管法、热线流速计法、照相法、激光多普测速仪法和图像分析法等测速技术，可测出搅拌器内任意点的时均速度与脉动速度。然后以描述湍 流的雷诺方程为基础，加上不同的方程封闭假定与过程的简化假定，防腐搅拌器，求解雷诺方程。可从理论上计算搅拌釜内各点的速度：对釜内各点的时均速度与脉动速度数据加以处理，化工搅拌器，可获得搅拌釜内的流型、速度分布、剪切速率分布、能耗速率分布等重要的流体力学特征量：

　　流场数值模拟测量搅拌器内的流场的试验装置一般都很昂贵，且流场的测量是相当费时的，故对于搅拌器往往只能实验地获得局部流场信息。近年来，随着计算机技术 的进步，用计算流体力学的方法对搅拌器内流场进行数值模拟的研究越来越多，从高黏层藏到低黏湍流，从两维流场到三维流场都开展了大量研究计算。目前，已能对简单的搅拌器和流变行为简单的液体所形成的流动场，用计算机进行模拟。

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