攪拌器附件——擋板
擋板是一種重要的攪拌器附件,擋板一般是指長條形的豎向固定在罐壁上的板,主要是在湍流狀態時為了消除罐中央的“圓柱狀回轉區”(也稱打漩區,漩渦)而增設的,“圓柱狀回轉區”混合效果很差,混合時間較長,不利于攪拌過程,所以一般情況下都要設法縮小這個區域。顯然擋板的安裝目的就是為了消除“圓柱狀回轉區”,將切向流轉變為徑向或軸向流,同時還可以增大湍動程度,改善攪拌效果,長春攪拌器,降低攪拌載荷的波動,使功率保持穩定,提高葉輪的剪切性能,如有的懸浮聚合的攪拌器,在設有擋板時可使顆粒細而均勻。
推進式攪拌器性能參數
常用尺寸:d/D=0.2至0.5(以0.33居多),s/d=1、2。
葉片數目:2、3、4(以三葉式居多)。
轉速:常用運轉速度n=10至500r/min,葉端線速度v=3至15m/s,框式攪拌器,高轉速可達1750r/min,高葉端線速度為25m/s。
常用介質粘度范圍:2000mpa.s。如轉速在500r/min以下,所能適應的物料高黏度可達5乘10四次方mpa.s。
推進式攪拌器的優缺點
典型軸流槳,適合低黏度流體的混合、傳熱、循環、粒子懸浮、溶解等。
優點:低剪切、強循環、低能耗;
缺點:高速運行、細長軸時需帶中間軸承或底軸承,整體澆鑄葉輪,不宜在大型裝置中獨立使用,不過在大型攪拌器中卻可以以側入式批量應用。
黏彈性流體對攪拌器的影響
黏彈性流體行為可以對攪拌器的混合作用產生巨大的負效應。黏彈性流體的典型特征是具有法向應力差、彈性回縮、應力突增(Overshoot)現象。這些特征可以顯著地影響混合行為。黏彈性流體流場中力學特征明顯地不同于其他流體。
對于牛頓流體,由于攪拌的離心作用,流體在攪拌器內呈漩渦狀;與此相反,黏彈性流體在攪拌過程中明顯的特性是具有彈性。
彈性是材料在受力形變時試圖維持原來的形狀或形變試圖恢復原來的形狀的一個特性。因此在攪拌操作中,彈性使材料試圖維持原來的形狀而不產生混合。黏彈性流體在運動時,總是產生垂直于剪切面的法向應力差,該法向應力差會引發二次流,促使攪拌器中的流體產生爬桿現象——Weissenberg效應,即由攪拌器葉片端部吸入流體,沿攪拌軸方向排出。
1974年,Ulblecht曾對有關圓球、圓盤和攪拌器在黏彈性流體中旋轉時產生的二次流流型進行了實驗研究,實驗表明:球在無彈性流體中旋轉時,葉輪式攪拌器,由于慣性力使流體沿攪拌軸吸入,再在球表面由慣性拋出,形成軸向循環,水處理攪拌器,然而在彈性強的黏彈性流體中,由于法向應力的存在會產生相反方向的流動,當兩種力剛好平衡時,會在球表面形成一個孤立的漩渦,在此漩渦內的流體與釜內其余流體不混合。 在黏彈性流體的攪拌中,使用螺桿-導流筒、錨式、框式攪拌器,是比較合適的。
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