中转槽搅拌器-中拓鼎承-楚雄彝族自治州搅拌器

搅拌器混合速率和混合效率

在搅拌器的搅拌过程中，我们常用均一化时间θm来定量地表示混合速率。均一化时间θm的定义是：将两种完全互溶，但其物理或化学性质（如电导率、颜色、温度、折光率等）有差异的流体通过搅拌使之达到规定混合程度所需的时间。由于测量混合时间的种种条件以及所要求达到的终均匀程度是人为确定的，故θm的数值仅在相同的测试条件下有相互比较的价值。

在对比不同搅拌叶轮的混合速率时常用无量纲混合时间，即混合时间数Tm：

Tm=θmN

Tm的物理意义为：达到规定混合，搅拌器叶轮所需的转数。Tm值越低，则表明该叶轮的混合速率越高。

在湍流混合时，各种叶轮的Tm为一常数；而在高黏度液体的层流搅拌时，对于那些适合于高黏度液体混合的叶轮，如螺带式或螺杆式叶轮等则Tm亦为一常数；然而对于一些不适合高黏度液体混合的叶轮来说，例如用d/D=0.5左右的盘式涡轮在层流下混合高黏度液体时，由于罐内有混合死角，不能求得确切的均一化时间θm，故也不能算得Tm值。

有人研究了Tm和Np、Nqd等的关系，对于用平叶涡轮式、平叶桨式．弯曲叶桨式、布鲁马金式和推进式等叶轮搅拌低黏度液体的场合得到如下的关系式：

常用单位体积混合能Wv来表示混合效率。Wv是单位体积搅拌功率和均一化时间θm的乘积。Wv=pvθm。

需指出的是θm。不是一个严密定义的量，如前所述，它随测量者的实验条件而变。故用Wv来比较不同叶轮的混合效率时，往往用一个基准的叶轮的Wv值作为参比值。

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，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，使用如图2-12的变形框式叶轮，可使情况改善，铁矿粉搅拌器，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。

高黏度流体搅拌器的设计要素

高黏度流体的搅拌器设计，一直是搅拌混合领域中一个很重要的课题。

在我们用多种叶轮对高黏度牛顿流体以及非牛顿流体的混合进行了试验后发现，一个的高黏度液体搅拌器，至少具备两个条件：1.叶轮能提供强有力的剪切，这是减小浓度斑尺寸即分离尺寸的必要条件，如前所述，楚雄彝族自治州搅拌器，只有浓度斑足够小，才能产生大面积的界面，促进分子扩散，从而快速达到分子级的混合效果，例如螺带式叶轮和锚式叶轮，通常其d/D都在0.9/0，97左右，即都是所谓近壁型叶轮，在叶轮端部与罐壁之间会产生强烈的剪切，在此消耗了搅拌功率的90%左右。2.由于高剪切区总是只占有罐体积的一小部分，因此只有叶轮能使液体在罐内进行快速的循环，使高剪切区和低剪切区的液体快速交换，才能使全罐快速地达到均匀混合。

长久以来，业内存在这样一种观点，对于近壁型搅拌器，其剪切总是足够的，决定搅拌器混合能力的是叶轮的循环能力，并且还认为要达到全罐均匀混合，液体至少要在罐内循环三次。因此，哪种叶轮能以短时间完成三次循环，中转槽搅拌器，那一种叶轮便是混合速率快的叶轮。这一结论，长时间以来被应用在搅拌器的设计中。然而近年来一些具有复杂传动机构的搅拌器，如在回转的同时进行上、下移动的复动搅拌器和使叶轮往复摆动的往复式搅拌器等，此类搅拌器会产生速度脉动，此类速度脉动，防腐搅拌器，我们可以将其理解为液体在一定方向上的周期性的较为激烈的变化，事实证明速度脉动对于促进混合有很大作用。速度脉动原来是湍流操作特有的现象，然而，复动式搅拌器和往复式搅拌器以其上、下往复运动或正、反转运动，在高黏度液体中产生了强的速度脉动，从而获得了高的混合效率。因此可以将剪切、循环和速度脉动归结为快速混合的二要素。这二要素是开发新型高黏度液体搅拌器的依据。