搅拌器放大中的流体切应变速率

　　切应变速率是速度随位置的变化率，由速度分布图很容易转化成切应变速率分布图。对于切应变速率，重要的是其大值和平均值。

　　大量的研究表明，搅拌器中的大切应变速率与转速和搅拌器直径均成正比，而平均切应变速率仅与转速成正比，但几乎不受搅拌器直径变化的影响。因此，转速增大，平均切应变速率和大切应变速率均增大；当转速一定，搅拌器直径增大时，防沉淀搅拌器，大切应变速率将增大，而平均切应变速率保持不变。　　因而几何相似放大后（保持单位体积功率不变，转速下降，直径增加），搅拌器大切应变速率增加，而平均切应变速率下降，见下图。这也是放大后，甘南藏族自治州搅拌器，造成大釜行为显著变化的主要原因。

　　对于气液过程，表观气体速率和单位体积搅拌功率是关联气液质量传递系数的有效参数，这些关系式相对来说独立于搅拌器规模。

　　当一种外加流体与正在容器内流动的流体混合时，混合时间与容器内的循环时间直接相关，对于这种混合过程，如果维持单位体积流体的搅拌器排液量恒定，单位体积搅拌功率将随釜径的平方关系增加，这样随着搅拌器的放大，功率增加的幅度是不现实的，所以随着搅拌器的放大，循环时间常常必须增加。

　　对于固体悬浮过程，描述方法可以有离底悬浮和完全均匀，单位体积功相等可以近似作为放大过程的标准。

　　高固体含量的淤浆体系通常呈现很强的假塑性，随着过程的放大，单位体积功有所下降。

搅拌器中的三种基本流型

　　搅拌器的流型与搅拌效果、搅拌功率的关系十分密切，搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手。釜内的流型主要取决于搅拌方式、搅拌器、容器形状、挡板等几何特征，以及流体性质、转速等因素。对于工业上应用多的立式圆筒搅拌器顶插式中心安装，搅拌将产生三种基本流型。

　　(1)径向流流体的流动方向垂直于主轴沿径向流动，碰到容器壁面分成两股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片形成上、下两个循环流动，见图5-2 (a)。搅拌器的圆盘是产生径向流的主要原因。

　　(2)轴向流流体的流动方向平行于主轴，流体由桨叶推动，使流体向下流动，碰到器底再翻上，形成上下循环流，见图5-2(b)。轴向流的产生是由于流体对旋转叶片产生的升力的反作用力引起的。

　　(3)切向流无挡板的容器内，流体绕轴作旋转运动，桨式搅拌器，流速高时。液体表面会形成漩涡，如图5—2(c)所示。此时流体从桨叶周围周向卷吸至桨叶区的流量很小，混合效果很差。

　　上述三种流型通常可能在搅拌器中同时存在，其中轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应如以抑制。采用挡板可削弱切向流，增强轴向流和径向流作用。

搪玻璃搅拌罐中多采用三叶后掠式搅拌器，同时采用一种指状或叫梳状的挡板。这种挡板具有节约动力，又有利于出现上下循环流的特点。由于指状挡板的形状不同、配置位置不同，防腐搅拌器，还可以有不同的教果。在固体悬浮过程中，上述的这种直立挡板也有其不利之处。就是在桨叶的底部容易形成固体颗粒的堆积









。在搅拌器中采用底挡板就可明显改善这种状况。底挡板的安装如图2-20。底挡板的各种参数已在该图中列出，这时“圆柱状回转区”的半径几乎为定值，而底挡板放在其半径与桨叶半径之间，所以当挡板宽度为0.1D时，挡板可放在与桨叶直径相同大小的圆周上，一般为4块，也有的是十字形放置。　
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