如何通過攪拌器攪拌高黏流體

　　工業(yè)生產(chǎn)中高黏度流體的使用日漸增多，許多高分子聚合物都是高黏度流體，它們很多又是非牛頓流體，在攪拌器的攪拌過程中黏度還會(huì)發(fā)生變化，因而對攪拌器的要求就更高，同時(shí)，也要求攪拌器能夠適應(yīng)黏度的變化而完成攪拌操作。

　　高黏流體的攪拌常泛指互溶的高黏度液體間的混合。但高黏流體攪拌在工業(yè)中也有分散、固體溶解、化學(xué)反應(yīng)等多種非均相操作。

　　攪拌器工作時(shí)，用攪拌器對低黏度互溶液造成湍流并不困難，但黏度達(dá)到較高水平后，由于黏滯力的影響，就只能出現(xiàn)層流狀態(tài)。尤其困難的是，這種層流也只能出現(xiàn)在攪拌器的附近，清遠(yuǎn)攪拌器，離槳葉稍遠(yuǎn)些地方的高黏度液體仍是靜止的。這樣就很難造成液體在攪拌器內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)，即在器內(nèi)會(huì)有死區(qū)存在，對混合、分散、傳熱、反應(yīng)等各種攪拌過程十分不利。所以，頂進(jìn)式攪拌器，高黏度液體攪拌的首要問題就是要解決流體流動(dòng)與循環(huán)的問題。在這種情況下，不能靠增大攪拌器的轉(zhuǎn)速來提高攪拌器的循環(huán)流量，因?yàn)榱黧w黏度較高時(shí)，攪拌器排出的流量很少，轉(zhuǎn)速過高還會(huì)在高黏度溶液中形成溝流，而周圍液體仍為死區(qū)。較為有效的解決辦法是設(shè)法使攪拌器推動(dòng)更大范圍的流體。因此，高黏度液體的攪拌器直徑與器內(nèi)徑之比、槳葉的寬度與器內(nèi)徑之比都要求比較大，有時(shí)還要求增加攪拌器的層數(shù)，以增大攪拌范圍。

如何防止化工攪拌器中的打旋現(xiàn)象

　　在某些工況下，化工攪拌器在攪拌過程中會(huì)發(fā)生打旋現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對攪拌十分不利。

　　在打旋過程中，液體隨著葉輪而運(yùn)動(dòng)，但是這種運(yùn)動(dòng)時(shí)同步的，就是所有液體一起運(yùn)動(dòng)，分子間的相對位置并沒有發(fā)生變化，食用油攪拌器，所有，液體并沒有真正混合。

　　打旋會(huì)使得漩渦的中心下凹，這樣很可能引起空氣和葉輪的接觸，在攪拌過程中，液體之間的摩擦，葉輪和液體的摩擦都會(huì)產(chǎn)生熱能，而空氣和旋轉(zhuǎn)的液體及葉輪接觸，并有一定溫度，那么很可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以及氣液混合，這對于化工攪拌器的攪拌效果影響，還有可能對葉輪產(chǎn)生腐蝕。并且由于由于中央液面下凹，液體也無法和葉輪完全接觸，也影響到了葉輪的攪拌效果。

攪拌器中的三種基本流型

　　攪拌器的流型與攪拌效果、攪拌功率的關(guān)系十分密切，攪拌器的改進(jìn)和新型攪拌器的開發(fā)往往從流型著手。釜內(nèi)的流型主要取決于攪拌方式、攪拌器、容器形狀、擋板等幾何特征，以及流體性質(zhì)、轉(zhuǎn)速等因素。對于工業(yè)上應(yīng)用多的立式圓筒攪拌器頂插式中心安裝，碳鋼攪拌器，攪拌將產(chǎn)生三種基本流型。

　　(1)徑向流流體的流動(dòng)方向垂直于主軸沿徑向流動(dòng)，碰到容器壁面分成兩股流體分別向上、向下流動(dòng)，再回到葉端，不穿過葉片形成上、下兩個(gè)循環(huán)流動(dòng)，見圖5-2 (a)。攪拌器的圓盤是產(chǎn)生徑向流的主要原因。

　　(2)軸向流流體的流動(dòng)方向平行于主軸，流體由槳葉推動(dòng)，使流體向下流動(dòng)，碰到器底再翻上，形成上下循環(huán)流，見圖5-2(b)。軸向流的產(chǎn)生是由于流體對旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的升力的反作用力引起的。

　　(3)切向流無擋板的容器內(nèi)，流體繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，流速高時(shí)。液體表面會(huì)形成漩渦，如圖5—2(c)所示。此時(shí)流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混合效果很差。

　　上述三種流型通常可能在攪拌器中同時(shí)存在，其中軸向流與徑向流對混合起主要作用，而切向流應(yīng)如以抑制。采用擋板可削弱切向流，增強(qiáng)軸向流和徑向流作用。

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