與牛頓流體不同，黏彈性流體在描述剪切流動(dòng)行為時(shí)，需要三個(gè)物質(zhì)函數(shù)才能描述，即黏度物質(zhì)函數(shù)、法向應(yīng)力系數(shù)、第二法向應(yīng)力系數(shù)。

　　目前描述黏彈性流變行為的力學(xué)模型主要有三種：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、線性黏彈性模型和分子模型。

　　(1)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停饕獊碜詫?duì)流變實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直接關(guān)聯(lián)。常用的方法是通過攪拌器運(yùn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到：1.切應(yīng)力和切應(yīng)變速率的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，2.法向應(yīng)力差和切應(yīng)變速率的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)確定物質(zhì)函數(shù)。剪切黏度模型仍然可以出現(xiàn)純黏性流體模型中述及的各種形式；法向應(yīng)力系數(shù)則通常表示成各種形式的y2函數(shù)或與Weissenberg數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　　(2)線性黏彈性模型，假設(shè)流體的黏彈性可以通過理想的黏性和彈性“元件”各種線性疊加進(jìn)行描述。

　　(3)分子模型，這種方法主要出現(xiàn)在對(duì)聚合物溶液體系流變行為的描述，如珠簧鏈模型和啞鈴模型。

黏彈性流體對(duì)攪拌器的影響

　　黏彈性流體行為可以對(duì)攪拌器的混合作用產(chǎn)生巨大的負(fù)效應(yīng)。黏彈性流體的典型特征是具有法向應(yīng)力差、彈性回縮、應(yīng)力突增(Overshoot)現(xiàn)象。這些特征可以顯著地影響混合行為。黏彈性流體流場(chǎng)中力學(xué)特征明顯地不同于其他流體。

　　對(duì)于牛頓流體，由于攪拌的離心作用，流體在攪拌器內(nèi)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(shí)試圖維持原來的形狀或形變?cè)噲D恢復(fù)原來的形狀的一個(gè)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(chǎn)生混合。黏彈性流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，混合攪拌器，總是產(chǎn)生垂直于剪切面的法向應(yīng)力差，該法向應(yīng)力差會(huì)引發(fā)二次流，促使攪拌器中的流體產(chǎn)生爬桿現(xiàn)象——Weissenberg效應(yīng)，即由攪拌器葉片端部吸入流體，沿?cái)嚢栎S方向排出。

　　1974年，Ulblecht曾對(duì)有關(guān)圓球、圓盤和攪拌器在黏彈性流體中旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的二次流流型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明：球在無彈性流體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于慣性力使流體沿?cái)嚢栎S吸入，再在球表面由慣性拋出，形成軸向循環(huán)，然而在彈性強(qiáng)的黏彈性流體中，由于法向應(yīng)力的存在會(huì)產(chǎn)生相反方向的流動(dòng)，當(dāng)兩種力剛好平衡時(shí)，會(huì)在球表面形成一個(gè)孤立的漩渦，在此漩渦內(nèi)的流體與釜內(nèi)其余流體不混合。 在黏彈性流體的攪拌中，使用螺桿-導(dǎo)流筒、錨式、框式攪拌器，是比較合適的。

槳式攪拌器中的折葉槳亦多用扁鋼制作（如圖2-47）．也有的采用角鋼制作槳葉。角鋼的抗彎強(qiáng)度比同樣截面積的扁鋼要好，將角鋼以一定角度安放，也可同樣起到折葉槳的效果。折葉槳與槳軸的連接方式與平槳的相同。槳式的通用尺寸為槳寬與槳徑之比b／dj= 0.10—0.25．加強(qiáng)筋板的長(zhǎng)度可以是槳葉的全長(zhǎng)，也可取槳長(zhǎng)的一半。槳葉的厚度通常由強(qiáng)度計(jì)算決定。

三曲面軸流攪拌器

軸流槳，適合中低黏度流體的混合、傳熱、循環(huán)、粒子懸浮、溶解等。

優(yōu)點(diǎn)：低剪切、強(qiáng)循環(huán)、低能耗，葉片可拆卸，可在大型攪拌槽中使用，中低運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

缺點(diǎn)：葉片為曲面，制造成本高。

應(yīng)用實(shí)例：在三葉推進(jìn)式攪拌器的應(yīng)用實(shí)例中，防腐攪拌器，采用三葉推進(jìn)式攪拌器需要中間軸承，而使用一個(gè)直徑為1600mm的三曲面軸流型攪拌器，烏蘭察布攪拌器，達(dá)到同樣的循環(huán)量，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速僅為50r/min，頂入式攪拌器，所需的電動(dòng)機(jī)功率也為3kW，而攪拌軸為懸臂軸，無磨損問題。

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