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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，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，螺旋式搅拌器价格从优，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，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。

螺杆式搅拌器:螺杆搅拌器适合于高黏度介质的搅拌，具有一个或多个叶片，叶片螺距与搅拌器直径相等。与螺带式不同，它保证了中心部分流体的流动，但近壁处流体的流动状况较差。搅拌器直径d与容器内直径D之比为0.3。螺杆常与螺带组合在一个轴上，称为螺带-螺杆式搅拌器，这时螺杆直径可适当增加，其比值可到d/D=0.5。螺杆与螺带的螺旋方向相反，螺杆推动液体向下，螺带推动液体向上，造成液体的全罐混合均匀。螺杆式搅拌器还可以和导流筒组成搅拌系统，该组合式搅拌器在层流区和过渡流区都有很高的混合效率，适用于随反应进行，物料黏度逐渐增大，由过渡流至层流的溶液聚合等反应。当热负荷较大时，导流筒筒壁可通入换热介质，增加换热面积。

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，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。

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