搅拌器中的依时性非牛顿流体介绍
搅拌器中许多实际流体不能简单地用公式或方程式来描述。这是因为这些复杂流体的黏度不仅与切应变速率有关,还与剪切施加的时间有关。这就是依时性非牛顿流体,这种流体可以分成两类:触变性流体和震凝性流体。
(1)触变性流体,触变是指在恒定的切应变速率下切应力随时间下降的流体行为,如搅拌器的搅动变稀,静止变稠等行为。通常认为这种现象产生于结构或节点随时间的破坏或解节。这种结构破坏的速率与可破坏的节点的数量有关,随着节点的破坏,节点重构的速率开始增加,后会达到动态平衡。达到平衡后流体可能呈现纯黏或黏弹。有时,也可能不存在平衡点,或结构重构需要很长时间。此时,如果先以恒定的速度增加切应变速率,然后再以恒定的速度降低切应变速率,其切应力和切应变速率之间的关系会出现一个滞后环,环面积越大,其依时性越强。
非自流性涂料、印刷油墨、番茄酱、奶油色拉、酸乳酪和石油钻探泥浆等流体都显示触变性。
(2)震凝性流体 震凝是指在恒定的切应变速率下切应力随时间增加的流体行为,如搅拌器猛烈搅拌即行凝结就属于震凝。通常认为这种现象产生于结构或节点随时间的形成。而且当切应变速率达到一定程度时,这种结构的形成不再继续进行,而结构的解节将发生。但是有时人们也发现,有些流体受剪切时只发生结构形成,而停止剪切时结构开始缓慢瓦解。震凝通常只发生在中等切应变速率下;在搅拌器高切应变速率下,结构通常不会形成。
膨润黏土液是具有震凝的流体。
搅拌器机械密封的结构和优点
机械密封是搅拌器中为常用的一类密封装置,没有之一。机械密封把转轴的密封面从轴向改为径向,通过动环和静环两个端面的相互贴合,并作相对运动实现密封效果的机械装置,所以又称为端面密封。
机械密封具有功耗小,泄漏率低,密封,使用寿命长,无需经常维修,且能满足生产过程自动化和高压、高温、低温、真空、高速以及各种、、腐蚀性、磨蚀性介质和含固体颗粒介质的密封要求。
与填料密封相比,机械密封还具有以下优点:
①密封可靠,在搅拌器的长期运转中密封状态稳定,泄漏量很小,其泄漏量仅为填料密封的1%左右。
②使用寿命长,在油、水介质中一般可达1~2年或更长,在化工介质中一般能工作半年以上,我们通常会根据介质的腐蚀性等特性来选择合适的金属材料有针对性来制作机械密封,所以,在实际的搅拌器生产中,一般是要长于这个使用寿命的。
③摩擦功率消耗低,其摩擦功率仅为填料密封的10%~50%,由于密封的原理不同,填料密封往往是通过加大填料和轴的摩擦力来实现密封的,所以在降低功耗方面机械密封优势十分明显。
④轴或轴套基本上不磨损。
⑤维修周期长,呼伦贝尔搅拌器,端面磨损后可自动补偿,一般情况下不需经常性维修。
⑥抗振性好,对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感。
⑦适用范围广,能用于高温、低温、高压、真空、不同的搅拌器旋转频率,以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质的密封。
化工搅拌器中低粘度互溶液体搅拌
黏度是流体的一种属性。流体在管路中流动时,有层流、过渡流、湍流三种状态,化工搅拌器中同样也存在这三种流动状态,耐腐蚀搅拌器,而决定这些状态的主要参数之一就是流体的黏度。在搅拌过程中,一般认为黏度大于50Pa.s的为高黏度流体,在此以下则统称为低黏度,有时将黏度在5~50Pa.s范围内的液体称为中黏度流体。
低黏度互溶液体的搅拌是两种及两种以上互溶液体在搅拌作用下,任意一点的浓度、密度、温度以及其他物理状态达到均匀的过程,通常又称为混匀过程,它是搅拌器工作中基本的一种搅拌工况。有时为了强调其属于均相搅拌的特点,也称其为调和或调匀。
低黏度互溶液体搅拌过程的主要特征是不存在传递过程的相界面。对于一个纯物理混合过程,低黏度互溶液体的混合属于容易完成的过程。但如果混合过程伴有化学反应时,则往往会使过程复杂化,主要表现在两个方面:一是对混合时间有比较严格的要求,以避免发生一些不希望的副反应;二是大多有反应热的导出或热量的导入,从而增加了混合过程的控制难度。
低黏度互溶液体的搅拌操作一般都是在湍流状态下进行的。因而这一过程就具有较强的主体扩散、湍流扩散和分子扩散,在宏观混合的过程同时伴有很强的微观混合过程。为达到搅拌液体的混合均匀状态,低黏度互溶液体的搅拌首先要求提供足够的循环量,避免在器内出现死区,使所有搅拌液体都能产生快速对流循环运动。其次,还要求化工搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大,尤其是当两种液体黏度相差比较大时,反应釜搅拌器,剪切的存在将有利于高黏度液体在器中的分散,有利于湍流扩散的强化。此外,当需要混匀的两种液体数量相差较大时,少量液体的加料位置是很重要的,理想的位置是叶轮区,或是在叶轮吸入口附近,以保证进料能很快通过叶轮,促使搅拌液体很快达到浓度均化。
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