中拓鼎承-江门淀粉搅拌器互利共赢

搅拌器放大中的流体切应变速率

　　切应变速率是速度随位置的变化率，由速度分布图很容易转化成切应变速率分布图。对于切应变速率，重要的是其大值和平均值。

　　大量的研究表明，搅拌器中的大切应变速率与转速和搅拌器直径均成正比，而平均切应变速率仅与转速成正比，但几乎不受搅拌器直径变化的影响。因此，转速增大，平均切应变速率和大切应变速率均增大；当转速一定，搅拌器直径增大时，大切应变速率将增大，而平均切应变速率保持不变。　　因而几何相似放大后（保持单位体积功率不变，转速下降，直径增加），搅拌器大切应变速率增加，而平均切应变速率下降，见下图。这也是放大后，造成大釜行为显著变化的主要原因。

　　对于气液过程，表观气体速率和单位体积搅拌功率是关联气液质量传递系数的有效参数，这些关系式相对来说独立于搅拌器规模。

　　当一种外加流体与正在容器内流动的流体混合时，混合时间与容器内的循环时间直接相关，对于这种混合过程，如果维持单位体积流体的搅拌器排液量恒定，单位体积搅拌功率将随釜径的平方关系增加，这样随着搅拌器的放大，功率增加的幅度是不现实的，所以随着搅拌器的放大，循环时间常常必须增加。

　　对于固体悬浮过程，描述方法可以有离底悬浮和完全均匀，单位体积功相等可以近似作为放大过程的标准。

　　高固体含量的淤浆体系通常呈现很强的假塑性，随着过程的放大，单位体积功有所下降。

　黏弹性流体兼有黏性液体与弹性固体的特性，能在变形后呈现弹性恢复，具有与非依时性和依时性这两类非牛顿流体的黏性效应。聚合物熔体和溶液是典型的黏弹性流体，在定态剪切下表现出前述纯黏性非牛顿流体的特性，粪水搅拌器诚信互利，而当剪切发生变化（包括扩大、收缩流和非定态流动）时则表现出弹性。黏弹性流体具有以下特异流动行为。

　　(1)爬杆效应（Weissenberg效应），用搅拌器搅拌黏弹性流体时，转轴处的液面沿轴上升，离轴较远处的液面下降。这一行为与牛顿流体正好相反。为此在设计流体黏弹性较强的搅拌器时，应选择合适的搅拌器。否则，会因爬杆效应使流体全部包裹在搅拌器上，与搅拌轴同步旋转，从而使混合和传热等过程均不能正常进行。

　　(2)膨胀效应（Barus效应），黏弹性流体从圆管或小孔中流出时有射流膨胀现象，此时流出液的大直径dmax可达圆管内径d的2～3倍。黏弹性流体的膨胀程度与所流经的圆管长度有关，圆管越长，膨胀程度越小；而当圆管充分长时，膨胀比B (B=dmax/d)会达到一定值。膨胀比在聚合物加工中是一重要现象，通过测量膨胀比可获得法向应力差的信息。

　　(3)记忆现象（又称弹性滞后），施加压力梯度使黏弹性流体在管内流动；当突然移去压力梯度，黏弹性流体将反向移动一段距离后才停止。

　　(4)反向次流，在液体中插入一旋转圆盘，形成的主流是切向流，同时在转盘下方形成轴向次流。在牛顿流体中，次流的方向是轴中心处流体向上而四周流体向下；黏弹性流体则相反，轴心处流体向下而容器四周的流体向上运动。反向次流对搅拌器的搅拌、传质等操作是一个重要的影响因素。

桨式搅拌器特点介绍

桨式搅拌器，桨式搅拌器是搅拌器中结构简单的一种，通常仅两个叶片。它采用扁钢制成，叶片焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片型式可分为平直叶式和斜（折）叶式两种，根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型两种。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合，由于在同样的排量下，轴向流叶轮的功耗比径向流低，故轴向流叶轮使用较多，由于结构简单，即使叶径大，价格也不高，故往往用于大叶径、低转速的场合。其主要用途为：在液-液系用于防止分离和使温度均一；在固-液系，多用于防止固体沉降。然而，桨式叶轮机械搅拌器不适用于气-液分散那样保持气体和以细微化为目的的操作，还有，由于其适合于制成大叶径，故也可用于高黏度液体的搅拌，这种场合为了促使液体上下交换，或者使用3—5层的多层叶轮，或者使用如下图那样的变形的桨式叶轮。一般情况下桨式搅拌器所搅拌的介质的粘度都不高，同样适用于中低粘度搅拌的搅拌器还有涡轮式和推进式，

　　桨式搅拌器主要用于流体的循环，由于在同样的排量下，斜叶式比平直叶的功耗少，操作费用低，因而斜叶式搅拌器使用较多。桨式也可用于高黏流体的搅拌，虽然，对于高黏度液体的混合来说，它的效果比昂贵的螺带式叶轮要差一点，但对于液体黏度不太高，或者对混合的要求不是太高的场合，桨式搅拌器由于其价格低，还往往被选用。

　　日本对立式搅拌器的采购进行过分析，桨式、涡轮式和推进式三者占全体的75%—80%，而桨式搅拌器又占其中的60%~70%，由此，对于立式搅拌器，使用桨式叶轮的占50%左右。对于低黏度液体，桨式叶轮的叶径与罐径之比为0.35—0.5，对于高黏度液体为0.65~0.9;使用的转速为20~100r/min；适应的高黏度为50Pa.s。