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桨式和涡轮式搅拌器传热系数关联式

早的搅拌罐传热关联式是由Chilton于1944年提出的，对于使用单层平桨、并有碟形封头的圆筒形搅拌罐，其被搅拌液体对罐壁和内冷盘管的表面传热系数关联式分别如下：

以后许多研究者改变搅拌器的形状和相对尺寸进行传热研究，提出了很多搅拌罐传热关联式，由于一个关联式只对应于一个几何构形，这些关联式不便使用。

20世纪60年代中至70年代初日本的水科笃郎和永田进治等提出了包含多种桨型和多个尺寸参数的统一关联式，如永田对于桨式和涡轮式两种叶轮，且罐内有挡板而无内冷管的情况，并Re大于100。得如下关联式：

对于罐内无挡板而有内冷盘管的情况，则物料对罐壁的表面传热系数关联式为：

当除去内冷管时，则须将上式的系数由0.51改成0.54。产生这6%的差别是由于内冷盘管的遮蔽效应。

永田也得出在Re>200，顶入式搅拌器，2上式中包含了叶轮的多个几何参数，如叶径6、罐径D、叶轮离罐底度c、叶片倾角、叶片数孔。和液高等，大大拓宽了公式的适用范围。

20世纪70年代，日本的佐野雄二等对于桨式、涡轮式叶轮在湍流域的场合，进一步建立了罐内液体的单位质量搅拌功率ε与液体对罐壁和内玲管壁的表面传热系数的联系，得到了适用性广、且形式更简单的关联式：

式中，为被搅液对夹套的表面传热系数．W/(㎡.K)；c为被搅液对内冷管壁的表面传热系数．W／(㎡.K)；dc为内冷管外径．m；ε为单位质量被搅液消耗的搅拌功率，W/kg；v为被搅液运动黏度.㎡/s。

式(5- 17)计算物件时须以流体的本体温度和壁温的算术平均值作定性温度。

与牛顿流体不同，黏弹性流体在描述剪切流动行为时，需要三个物质函数才能描述，即黏度物质函数、法向应力系数、第二法向应力系数。

目前描述黏弹性流变行为的力学模型主要有三种：经验模型、线性黏弹性模型和分子模型。

(1)经验模型，主要来自对流变实验结果的直接关联。常用的方法是通过搅拌器运行实验测量得到：1.切应力和切应变速率的对应数据，2.法向应力差和切应变速率的对应数据确定物质函数。剪切黏度模型仍然可以出现纯黏性流体模型中述及的各种形式；法向应力系数则通常表示成各种形式的y2函数或与Weissenberg数进行关联。

(2)线性黏弹性模型，不锈钢搅拌器，假设流体的黏弹性可以通过理想的黏性和弹性“元件”各种线性叠加进行描述。

(3)分子模型，这种方法主要出现在对聚合物溶液体系流变行为的描述，如珠簧链模型和哑铃模型。

搅拌器中搅拌器与流型介绍

准确的讲，搅拌器其实就是搅拌器中的搅拌桨叶和搅拌叶轮部分，这部分是整个搅拌器的关键部位，搅拌器通过旋转将机械动能传递给流体，而流体就根据搅拌器的旋转形式，形成不同的运动状态，不断地循环流动，这种循环流动的状态和形式就称之为流型。

流型同搅拌器中很多部件有关，比如内容器的几何特征、搅拌器、挡板等等，除了搅拌器的影响，流型还受很多因素的影响，比如：搅拌物质的物理性质，搅拌物质间的化学反应，搅拌效果的要求等，搅拌流型比较复杂，但其基本流型只有以下三种：

1.径向流型，这种流型中，流体的循环流动方向是和搅拌轴垂直的，在这种流型中，流体在径向的流动方向上，会受到内容器壁面的阻挡，从而一分为二，形成向上和向下两个循环流动方向。

2.轴向流型，在这种流型中，搅拌器中流体的循环流动方向同搅拌轴平行，流体在轴向动，立式搅拌器，遇到内容器底面阻挡，形成了上下方向的循环流动。

3.切向流型，切向流型多见于无挡板的内容器中，流体环绕搅拌轴运动，就是我们常说的漩涡，这种流型的混合效果比较差。

在正常的搅拌过程中，在三种流型往往是同时存在并相互影响的，其中对于切向流型，我们应该通过挡板加以抑制，而对轴向流型和径向流型，应该根据搅拌效果的需要予以增强。

当然，需要说明的是，以上对流型的介绍，为了方便和容易理解起见，我们只是通过搅拌器的中心安装这一个情况下进行说明的，不过一般来说不同的搅拌器其搅拌器安装方式可能有所不同，比如，偏心式、侧入式、顶部安装、斜插安装等等，那么，不同的搅拌器安装方式所产生的流型也就有着不同的差别，比起中心安装来更加的复杂，但是其流型也是由以上三种基本流型所构成的。