高黏度和低黏度溶液搅拌器的选型
低黏度互溶液体混合,低黏度互溶液体的混合是一个均相纯物理混合过程,主要控制因素是循环速率,而桨叶的剪切作用是次要的。当两种液体黏度相差较大时,剪切的存在有利于较高黏度液体在整个容器内的分散,有利于湍流扩散的强化。常用的搅拌器有推进式、斜叶涡轮、长薄叶螺旋式、三叶后弯式等。当黏度低于0.4Pa.s,特别是0.1Pa.s以下时,常在湍流区操作,此时用推进式搅拌器为合适。这是由于推进式搅拌器直径小转速高,循环能力强且动力消耗少(在全挡板条件下操作),能形成强烈的循环流。如中央插入,d/D=0.25~0.33,C/D=1,H/D=1约等于1.2(D指容器内直径,d指搅拌器直径,H指液面高度,C指搅拌器距离容器底部的高度,以下同)。对大型容器中低黏度物料的混合采用斜入式时,防腐搅拌器,d/D=O.25—0.33,搪玻璃搅拌器, H/D=1~1.2;采用旁入式时d/D=0.083~0.125或更小,H/D≤0.8。对黏度稍高或搅拌要求较高时,可采用宽叶的开启四斜叶涡轮式搅拌器,与推进式相比,剪切作用略有加强。四斜叶涡轮主要尺寸为:d/D—0.25~0.5,C/d=1,H/D=1NI.2,b/d=0.25(b为桨叶宽度)。也可采用长薄叶螺旋式搅拌器,它与斜叶涡轮式相比,在同样能耗下能提供较大的循环流量,因此对循环流量要求较高的场合,选用此类搅拌器较合适。当黏度稍高,或两种液体的粘度有相当差别时,可选用三叶后弯式搅拌器。该种搅拌器具有良好的循环流性能,又兼有一定的剪切作用,只是使用时要注意与之匹配的挡板型式和安装位置。桨式搅拌器因其结构简单,在小容量液体混合中仍广泛应用,但在大容量液体混合时,其循环能力就显得不足。
推进式搅拌器性能参数
常用尺寸:d/D=0.2至0.5(以0.33居多),s/d=1、2。
叶片数目:2、3、4(以三叶式居多)。
转速:常用运转速度n=10至500r/min,叶端线速度v=3至15m/s,高转速可达1750r/min,高叶端线速度为25m/s。
常用介质粘度范围:2000mpa.s。如转速在500r/min以下,所能适应的物料高黏度可达5乘10四次方mpa.s。
推进式搅拌器的优缺点
典型轴流桨,适合低黏度流体的混合、传热、循环、粒子悬浮、溶解等。
优点:低剪切、强循环、低能耗;
缺点:高速运行、细长轴时需带中间轴承或底轴承,整体浇铸叶轮,不宜在大型装置中独立使用,不过在大型搅拌器中却可以以侧入式批量应用。
桨式搅拌器中的折叶桨亦多用扁钢制作(如图2-47).也有的采用角钢制作桨叶。角钢的抗弯强度比同样截面积的扁钢要好,将角钢以一定角度安放,也可同样起到折叶桨的效果。折叶桨与桨轴的连接方式与平桨的相同。桨式的通用尺寸为桨宽与桨径之比b/dj= 0.10—0.25.加强筋板的长度可以是桨叶的全长,也可取桨长的一半。桨叶的厚度通常由强度计算决定。
三曲面轴流搅拌器
轴流桨,适合中低黏度流体的混合、传热、循环、粒子悬浮、溶解等。
优点:低剪切、强循环、低能耗,叶片可拆卸,立式搅拌器,可在大型搅拌槽中使用,中低运行转速。
缺点:叶片为曲面,制造成本高。
应用实例:在三叶推进式搅拌器的应用实例中,平凉搅拌器,采用三叶推进式搅拌器需要中间轴承,而使用一个直径为1600mm的三曲面轴流型搅拌器,达到同样的循环量,其运行转速仅为50r/min,所需的电动机功率也为3kW,而搅拌轴为悬臂轴,无磨损问题。
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