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搅拌知识:高粘度互溶液体的搅拌与混合

文章分类:行业资讯 / 发布时间:2017-02-14 / 关键词: , ,

螺带搅拌器、框式搅拌器、锚式搅拌器的应用

高粘流体的搅拌常泛指互溶的高粘度液体间的混合。工业生产中高粘度流体的应用日益增多,许多高分子聚合物都是高粘度流体,它们很多又是非牛顿流体。在搅拌过程中粘度还会发生变化,因而对搅拌器的要求就更高,要求搅拌器能够适应粘度的变化完成搅拌操作。但高粘流体搅拌在工业中也有分散、固体溶解、化学反应等多种非均相操作。

高粘度互溶液体的搅拌与混合

双螺带螺杆式

搅拌操作时,用搅拌器对低粘度互溶液造成湍流并不困难.但粘度达到较高水平后,由于粘滞力的影响,就只能出现层流状态。尤其困难的是,这种层流也只能出现在搅拌器的附近,离桨叶稍远些地方的高粘度液体仍是静止的。这样就很难造成液体在搅拌设备内的循环流动,即在设备内会有死区存在,对混合、分散、传热、反应等各种搅拌过程十分不利。所以,高粘度液体搅拌的首要问题就是要解决流体流动与循环的问题。在这种情况下,不能靠增大搅拌转速来提高搅拌器的循环流量,因为流体粘度较高时,搅拌器排出的流量很少,转速过高还会在高粘度溶液中形成沟流,而周围液体仍为死区。较为有效的解决办法是设法使搅拌器推动更大范围的流体。因此,高粘度液体的搅拌器直径与设备内径之比、桨叶的宽度与设备内径之比都要求比较大,有时还要求增加搅拌器的层数,以增大搅拌范围。

高粘度互溶液体的搅拌与混合

顶入式

从搅拌机理来看,在层流区混合高粘度液体时,液体单元经受剪切细分作用被拉长、拉细或分割,随着剪切时间的增加,逐渐达到混合。同时,由于搅拌设备内剪切场不是均匀的,例如锚式搅拌器在锚与釜壁间的间隙区是强剪切区,液体的混合速率较快,而釜中部区域则是低剪切区,混合速率较慢,因此,高剪切区与低剪切区间的液体交换速率或液体在釜内的循环能力也是影响混合的重要因素。此外,设备内流体的速度波动也能促进混合。换言之,高粘度液体的混合速率主要取决于搅拌器与釜壁表面间的相对运动速率及相互之间的距离,为此也要求用于高粘流体的搅拌器,搅拌器直径与设备内径的比值都相当大。实际生产过程中,常用的粘性流体搅拌器有锚式搅拌器、螺带式搅拌器框式搅拌器等。