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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(duì)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(duì)位置并沒有發(fā)生變化,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(duì)于化工攪拌器的攪拌效果影響,還有可能對(duì)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。
攪拌器附件——導(dǎo)流筒
導(dǎo)流筒是種非常重要的攪拌器附件,導(dǎo)流筒主要用于推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的導(dǎo)流,渦輪式攪拌器有時(shí)也用導(dǎo)流筒。導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒形,不銹鋼攪拌器,緊包圍著葉輪。可以便葉輪排出的液體在導(dǎo)流筒內(nèi)部與外部(導(dǎo)流筒與罐的環(huán)隙內(nèi))形成上下的循環(huán)流動(dòng)。應(yīng)用導(dǎo)流筒可使流型得以嚴(yán)格控制,還可得到高速渦流和高倍循環(huán)。導(dǎo)流筒可以為液體限定一個(gè)流動(dòng)路線,防止短路;也可迫使流體高速流過加熱面,利于傳熱。對(duì)于混合和分散過程,導(dǎo)流筒也都能起到強(qiáng)化作用。根據(jù)推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的旋向和轉(zhuǎn)向,可使液體有不同的循環(huán)方向。較多的流向是導(dǎo)流筒內(nèi)液體向下,外面環(huán)隙內(nèi)液體向上。在渦輪式攪拌器所用的導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè),設(shè)有與槳葉同等數(shù)目或更多的折葉片,折葉角度隨操作目的而異,例如氣-液相操作中,折葉使氣-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向下流動(dòng);在固-液相操作中,折葉使固-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向動(dòng)。
攪拌器中的依時(shí)性非牛頓流體介紹
攪拌器中許多實(shí)際流體不能簡(jiǎn)單地用公式或方程式來描述。這是因?yàn)檫@些復(fù)雜流體的黏度不僅與切應(yīng)變速率有關(guān),還與剪切施加的時(shí)間有關(guān)。這就是依時(shí)性非牛頓流體,這種流體可以分成兩類:觸變性流體和震凝性流體。
(1)觸變性流體,觸變是指在恒定的切應(yīng)變速率下切應(yīng)力隨時(shí)間下降的流體行為,如攪拌器的攪動(dòng)變稀,靜止變稠等行為。通常認(rèn)為這種現(xiàn)象產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間的破壞或解節(jié)。這種結(jié)構(gòu)破壞的速率與可破壞的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量有關(guān),隨著節(jié)點(diǎn)的破壞,節(jié)點(diǎn)重構(gòu)的速率開始增加,反應(yīng)釜攪拌器,后會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。達(dá)到平衡后流體可能呈現(xiàn)純黏或黏彈。有時(shí),也可能不存在平衡點(diǎn),或結(jié)構(gòu)重構(gòu)需要很長(zhǎng)時(shí)間。此時(shí),韶關(guān)攪拌器,如果先以恒定的速度增加切應(yīng)變速率,然后再以恒定的速度降低切應(yīng)變速率,其切應(yīng)力和切應(yīng)變速率之間的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)一個(gè)滯后環(huán),環(huán)面積越大,其依時(shí)性越強(qiáng)。
非自流性涂料、印刷油墨、番茄醬、奶油色拉、酸乳酪和石油鉆探泥漿等流體都顯示觸變性。
(2)震凝性流體 震凝是指在恒定的切應(yīng)變速率下切應(yīng)力隨時(shí)間增加的流體行為,如攪拌器猛烈攪拌即行凝結(jié)就屬于震凝。通常認(rèn)為這種現(xiàn)象產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間的形成。而且當(dāng)切應(yīng)變速率達(dá)到一定程度時(shí),這種結(jié)構(gòu)的形成不再繼續(xù)進(jìn)行,而結(jié)構(gòu)的解節(jié)將發(fā)生。但是有時(shí)人們也發(fā)現(xiàn),有些流體受剪切時(shí)只發(fā)生結(jié)構(gòu)形成,而停止剪切時(shí)結(jié)構(gòu)開始緩慢瓦解。震凝通常只發(fā)生在中等切應(yīng)變速率下;在攪拌器高切應(yīng)變速率下,結(jié)構(gòu)通常不會(huì)形成。
膨潤(rùn)黏土液是具有震凝的流體。
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