机械搅拌器以高效、快速混合物料、由机械搅拌器的搅拌轴的螺旋带运动机械搅拌器的搅拌工作,使机械搅拌器内外的螺旋带在较大范围内翻动机械搅拌器内部的物 料,保证机械搅拌器的内螺旋带将物料向两侧运动,机械搅拌器我外螺旋带将物料同两侧向内运动,使机械搅拌器中的物料来回掺混,另部分物料被机械搅拌器的螺 旋带推动下,机械搅拌器的沿轴向径向外运动,从而形成机械搅拌器的对流循环。由于机械搅拌器的上述运动物体的搅拌,使机械搅拌器的物料在较短时间内获得快 速均匀的混合。
机械搅拌器依 靠搅拌器在搅拌槽中转动对液体进行搅拌,是化工生产中将气体、液体或固体颗粒分散于液体中的常用方法。工业上常用的搅拌槽是一个圆筒形容器,有时槽外装有 夹套,或在槽内设有蛇管等换热器件,用以加热或冷却槽内物料。槽壁内侧常装有几条垂直挡板,用以消除液体高速旋转所造成的液面凹陷旋涡,并可强化液流的湍 动,以增强混合效果。搅拌器一般装在转轴端部,通常从槽顶插入液层(大型搅拌槽也有用底部伸入式的)。有时在搅拌器外围设置圆筒形导流筒,促进液体循环, 消除短路和死区。对于高径比大的槽体,为使全槽液体都得到良好搅拌,可在同一转轴上安装几组搅拌器。搅拌器轴用电动机通过减速器带动。如果过程中物料性质 有变化,最好能用多级变速或无级变速。带动搅拌器的另一种方法是磁力传动,即在槽外施加旋转磁场,使设在槽内的磁性元件旋转,带动搅拌器搅拌液体。采用磁 力传动可回避高压动密封,气密性很好。
机械搅拌器类型
主要有下列几种:
①旋桨式搅拌器 由2~3片推进式螺旋桨叶构成,工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5~15m/s。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流,产生较大的循环 量,适用于搅拌低粘度 (<2Pa·s)液体、乳浊液及固体微粒含量低于10%的悬浮液。搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内,此时液流的循环回路不对称,可增加湍动,防止液面 凹陷。
②涡轮式搅拌器 由在水平圆盘上安装2~4片平直的或弯曲的叶片所构成。桨叶的外径、宽度与高度的比例,一般为20:5:4,圆周速度一般为 3~8m/s。涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动,适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应过程。被搅拌液体的粘度一般不超过25Pa·s。
③桨式搅拌器 有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为 4~10,圆周速度为1.5~3m/s,所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°,因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单, 常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。
④锚式搅拌器 桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致,其间仅有很小间隙,可清除附在槽壁上的粘性反应产物或堆积于槽底的固体物,保持较好的传热效果。桨叶外缘 的圆周速度为0.5~1.5m/s,可用于搅拌粘度高达 200Pa·s的牛顿型流体和拟塑性流体(见粘性流体流动。唯搅拌高粘度液体时,液层中有较大的停滞区。
⑤螺带式搅拌器 螺带的外径与螺距相等,专门用于搅拌高粘度液体(200~500Pa·s)及拟塑性流体,通常在层流状态下操作。 搅拌功率 搅拌器向液体输出的功率P,按下式计算:
P=Kd5N3ρ式中K为功率准数,它是搅拌雷诺数Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函数;d和N 分别为搅拌器的直径和转速;ρ和μ分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定,将这函数关系绘成曲 线,称为功率曲线。
搅拌器的类型、尺寸及转速,对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来,涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利,而旋桨式搅拌器对总体 流动有利。对于同一类型的搅拌器来说,在功率消耗相同的条件下,大直径、低转速的搅拌器,功率主要消耗于总体流动,有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌 器,功率主要消耗于湍流脉动,有利于微观混合。搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题,至今只能通过逐级经验放大,根据取得的放大判据,外推至工业规 模。
联系客服