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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，调节池搅拌器，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，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，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，反应罐搅拌器，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。

为区分叶轮排演的流向特点，根据主要排液方向将典型叶轮分成径流型和轴流型两种。平叶的桨式、涡轮式是径流型，螺旋面叶片的螺杆式、推进式是轴流型。折叶桨则居于两者之间，一般认为它更接近于轴流型。不过这种分法是近似的，是以主要流向来分的。

搅拌雷诺数是搅拌罐内液体流动状态的一种量度。图2—2形象地表示了八平直叶涡轮和螺带式叶轮在不同雷诺数下，搅拌罐内的液体的流动状态。

对于涡轮式叶轮，若叶轮转速很低，在Re不大于10的区域，仅叶轮周围韵液体随叶轮旋转，而远离叶轮的液体是停滞的，如图中-A1所示，因而混合效果很差，污泥搅拌器，混合时间也非常长，见虚线(1)。在此区内，液体的流动是层流，叶轮旋转的阻力主要是黏滞阻力。因而N与Re成反比，如曲线(2)。叶轮旋转引起的离心效应可忽略不计，排出流量，见曲线(3)。

当Re增加到大于10，涡轮式叶轮旋转所产生的离心力就不可忽视。此离心力产生了排出流量，使角动量传递到远处的液体。这样远离叶轮的液体开始流动，而使Nv- Re曲线偏离曲线(2)的延伸线。在此区内，如曲线(3)所示，曲线上升的坡度很陡，混合大为改善，但在靠近叶轮上下部分仍然出现环形的停滞流区。

当Re数增加到数百，涡轮式叶轮周围的液流变成湍流。在区域c，排出流量显著增加，曲线(3)达到了大值。在区域A和B中观察副的停滞区已消失。Re进一步增加，湍流域逐渐扩大，直至终湍流域占完全优势。因此区域c是一个层流和湍流共存的过渡区。

在无挡板时，在Re约为90的过渡流域，涡轮式叶轮的排出流达到大值；而在有挡板时，排出流量在湍流域达到大。

拌装置中的搅拌体系分析

今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说，搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法，一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析，从而使所获得的基本数据更有表征的价值，如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应，所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的（比如i到j，j体系的输入=i体系的输出），贵州搅拌器，则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的，要避免将它们分离研究，或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说，可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究，其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器，但难以再继续细分。

当体系确定，输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如，输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成，流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后，需要对单个子体系进行研究，即小试研究。当小试完成后，需要考虑放大到模试。在模试阶段，除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外，还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的质量传递、流体或固体的流动等。