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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,鞍山搅拌器,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,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,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,不锈钢搅拌器,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。






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,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,沥水池搅拌器,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,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。







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,成品罐搅拌器,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。







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