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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，衬塑搅拌器，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），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，污水搅拌器，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。

罐中液体的循环流动是达到物料混合所的流动状态，而湍流扩散、剪切流又是某些搅拌过程快速进行达到搅拌目的所需要的。虽然某种合适的流动状态也要靠搅拌罐及其他附件来共同造成，但是叶轮的形状与运转情况仍可以说是决定罐内流动状态的基本的因素。

各种搅拌叶轮形状按搅拌器的运动方向与叶轮表面的角度可分为三类，即平叶、折叶和螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式、框式等的叶轮都是平叶或折叶，而推进式、螺杆式、螺带式的叶轮则为螺旋面叶。　　平叶的桨面与运动方向垂直，即运动方向与桨面法线方向一致。折叶的桨面与运动方向成一个倾斜角度；一般这个倾斜角度为45或60度等。螺旋面叶是连续的螺旋面成其中一部分，叶片曲面与运动方向的角度逐渐变化，如推进式叶片的根部曲面与运动方向一般可为40-70度，重庆搅拌器，而其叶端的曲面与运动方向的角度较小，一般为17度左右。　　由于平叶的运动方向与桨面垂直，所以当叶轮低速运转时，液体的主要流动为水平环向的流动。

当叶轮转速增大时，液体的径向流动就渐渐增大。叶轮转速愈高，由平叶排出的径向流愈强。但只靠叶轮本身，它造成的轴向流动还是很弱的。折叶由于桨面与运动方向成一定倾斜角，所以在叶轮运动时，除有水平环流外，还有轴向分流。在叶轮转速增大时，还有渐渐增大的径向流。螺旋面可以看成是许多折叶的组合，这些折叶的角度逐渐变化，所以螺旋面的流向也有水平环向流、径向流和轴向流，其中轴向流量大。

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，不锈钢搅拌器，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。