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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，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。

桨式搅拌器通常仅有二个叶片，是搅拌叶轮中简单的一种。根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合，由于在同样的排量下，轴向流叶轮的功耗比径向流低，故轴向流叶轮使用较多，由于结构简单，即使叶径大，价格也不高，故往往用于大叶径、低转速的场合。

桨式搅拌器叶片形状的选择

桨式搅拌器结构简单，细长的、连续的板状叶片焊、铆在轮毂上或对夹在搅拌轴上，因而价格低，大约有35%～40%的搅拌器使用这种搅拌器。通常，每个叶轮有2个叶片，安装3～4个叶片的并不多见。桨叶可垂直安装于轮毂上，即所谓的平叶桨。也可以某一角度倾斜安装于轮毂上，即所谓的折叶桨。

由桨式叶轮所形成的流动形式也有径流和轴流之分。但桨叶的主要作用是具有较强的循环功能，大都用于需要叶片以排出（循环）作用为主要目的的搅拌。在排出量相同情况下，不锈钢搅拌器，折叶桨的操作费用与动力消耗稍优于平叶桨。实际工程中，往往采用大直径低转速叶轮，尽管剪切作用不大，但罐内循环良好。由于可用大直径的叶轮，故也可用于介质粘度达50Pa.s的搅拌。此时，搅拌器加工，为了使罐内上、下层介质易于交换，往往采用有3～5段的多段叶轮，或在桨叶上安装横向叶片。

锚式搅拌器

锚式搅拌器结构简单，如图5-7所示。它适用于黏度在1Pa.s以下的流体搅拌，当流体黏度在1～10Pa.s时，可在锚式搅拌器中间加一横桨叶，即为框式搅拌器，以增加容器中部的混合。锚式搅拌器的一般参数为：桨叶直径d与容器内直径D之比为0. 9～0. 98，叶端速度为1～5m/s。锚式或框式搅拌器的混合效果并不理想，只适用于对混合要求不太高的场合。由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其他搅拌器大，能得到较大的表面传热系数，昭通搅拌器，故常用于传热、晶析操作。也常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。当搅拌黏度大于10Pa.s的流体时，应采用螺带式或螺杆式搅拌器。

锚式、框式叶轮机械搅拌器属于同一类，这些叶轮的桨径对罐径之比d/D较大，机械搅拌器通常在低速下运行，在搅拌低黏度液体时不产生大的剪切力，因此它不适用于液-液和气-液分散，另一方面，这些叶轮在罐内移动的流量大，水平回转流占支配地位，不具有良好的混合均一性，化工搅拌器，然而在罐壁附近的流速比其他叶轮大。能得到大的传热膜系数，故常用于传热，晶析操作。另外，由于其叶径较大，且与罐底贴近，也常用它来搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。还有它也常用于高黏度流体的搅拌，然而随流体黏度的，罐内的流动减少，由传动装置传入的能量作为叶轮和流体的摩擦（剪切）消耗掉的比例增大。从搅拌效果看，在叶片近旁有液体的交换，而在轴附近则存在几乎不起搅拌作用的部分，使用如图2-12的变形框式叶轮，可使情况改善，然而仍不能全部解决问题。要使高黏度流体完全流动非要用螺带式叶轮机械搅拌器那样具有强制液体进行挤出流动的叶轮。