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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,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。
往复式三角形搅拌器叶轮介绍
通常的搅拌器总是向一个方向旋转,罐内无挡板时,天津搅拌器,液体的流动也是向一个方向进行回转运动。这时由于不能产生有效的剪切和上下循环,混合效果不佳。一般为避免此缺点,要在罐内装置挡板。然而,有些流体要附着到挡板上,要清除这些附着物相当麻烦。理想的情况是既能不设挡板,又能获得足够大的剪切和循环。能满足这个要求的是往复式搅拌器,它不用复杂的电气变换部分,仅用一个特殊设计的传动机构能够使搅拌器单方向回转变成每次进行90度往复的运动。这种搅拌器需与具有三角形截面的叶轮配合使用。 三角形叶轮进行水平左右往复转动,使互相逆向的轴向流桨式叶轮交替地进行正反转,立式搅拌器,液体朝三角形顶角的方向流动,即三角形顶角向上,则液体向,顶角向下,则把液体向下压。通常这种三角形叶轮二枚成一对,互相交叉90度安装,下层的顶角朝下,上层的顶角朝上,往复式搅拌器的整体情况如图。搅拌时,下层叶的可动范围内液体向下压出,直达罐底,并通过下层叶的不动部分折回,向上升,沥青搅拌器,刚好这时因为上层叶的顶角向上,则使液体进一步往上升。上升流直至液体的自由表面,并通过上层叶的不动部分折回,往下降,这里又由于下层叶的顶角而向下,便使液体继续往下降。这样使罐内液体产生有效地上下循环流动,这时叶轮还进行着水平剪切运动,因此往复式搅拌器中的三角形叶轮亦是属于剪切-循环兼顾型的。由于三角形叶片的根部粗,端部细,所以,叶径也可做得较大,通常叶径与罐径比为0.65~0.95。
往复式搅拌器可用于使橡胶块在中溶解和使黏土、陶土块在水中分散那样需要高剪切的场合,并且它还能使溶解后的高浓度、高黏度液体进行充分地循环流动。还有,在搅拌纸浆和玻璃纤维时,若用单方向回转的三角形搅拌器,则纤维互相缠结形成大块,而用往复式三角形搅拌器时则缠结不会发生。即使是高浓度的纸浆,由于可使用大的叶径,仍可没有停滞地进行搅拌。
搅拌器附件——挡板
挡板是一种重要的搅拌器附件,挡板一般是指长条形的竖向固定在罐壁上的板,主要是在湍流状态时为了消除罐中央的“圆柱状回转区”(也称打漩区,漩涡)而增设的,“圆柱状回转区”混合效果很差,混合时间较长,不利于搅拌过程,所以一般情况下都要设法缩小这个区域。显然挡板的安装目的就是为了消除“圆柱状回转区”,将切向流转变为径向或轴向流,同时还可以增大湍动程度,改善搅拌效果,降低搅拌载荷的波动,使功率保持稳定,提高叶轮的剪切性能,如有的悬浮聚合的搅拌器,在设有挡板时可使颗粒细而均匀。
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