中拓鼎承-福州集液池搅拌器相互信任

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，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，发酵罐搅拌器相互信任，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，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，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。

通过搅拌器制作悬浮液

实现固液混合制作悬浮液是搅拌器的作用之一，那么在悬浮液的制作过程中，要注意些什么呢？

我们首先要对被搅拌的固体和液体充分了解，根据固体颗粒和液体成分选择搅拌方式。制作悬浮液就要实现固液混合，我们使用搅拌器实现固液混合的基本目的就是实现固体在液体中的悬浮，制成符合我们需要的悬浮液，并且要使其浓度和质量更加均匀。然而，在悬浮液的搅拌过程中，并不是一次制成的，而是要有个过程：

首先，我们要通过搅拌时固体悬浮在液体中，然后，在搅拌过程中固体颗粒会出现下沉，然后再悬浮的过程，在这个过程中固体颗粒逐渐变小，并逐渐渗入液体，并且在这个过程中，我们可以根据具体需要，改变搅拌器的搅拌方式，实现固体颗粒的聚合、分散等种种形式，从而达到我们对悬浮液的具体技术要求。

固液混合是个复杂的过程，在这个过程中，我们需要对悬浮液的工艺要求，固体和液体的性质有着充分的了解，这样才能确定搅拌器的一些参数和工作方式，搅拌器的槽的几何形状和搅拌叶片的形式等都对固液混合起的影响非常大，在实际的悬浮液制作过程中，我们要根据实际情况，确认搅拌器的选购或是否有必要对现有搅拌器进行改装，以及如何改装。

当插入挡板后，波面的凹陷消失，如图2-2中D1，此时周向速度大大减低，而径向速度和轴向速度都增加，有研究表明，插入挡板后，可使垂直循环流速为无挡板时的4倍。

推进式叶轮所造成的流动状态也有层流、过渡流以至湍流等，也因Re数大小而异。轴流型叶轮的排出流方式与径流型的不同，它的流型是在轴方向有很大的排出流量，特别是罐内有挡板或导流筒后，水平回转流更弱，主要是轴向的上下循环流。轴流型叶轮与径流型叶轮相比，前者可以在消耗动力较小的情况下获得较大的循环流量。

高黏度液体的流动状态与低黏度液体是不同的。当液体处在高黏度时，多为层流流动。这时仅在叶轮的近旁才发生液体的流动，离开叶端一段距离则液体的流速就急速降低，直至仍然保持静止状态。由于Re数的降低。这时轴附近的“固体回转部”几乎不存在，而罐内流动型式和搅拌叶轮的运动轨迹有直接关系如图2-5。如锚式叶轮在层流时所造成的基本上是水平方向的回转涡流。螺杆式使流体螺旋下降（或上升）为主，加上导流筒后，就可形成筒内外的上下循环流。双螺带式能够使液体产生较复杂的四周螺旋上升再沿搅拌轴下降的流动型式。