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不同条件下搅拌法在搅拌中的应用 搅拌是指通过2种或2种以上流动的材料形成的过程。搅拌器是指使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。搅拌器的作用是使物料混合均匀和强化物料间的传热和传质, 它可以使气体在液相中很好的分散, 固体粒子在液相中均匀的悬浮, 使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化。 1 搅拌器类型 在搅拌设备中桨式、推进式、锚式、涡轮式搅拌器应用最为常见和广泛, 占使用搅拌器总数的70%～80%。 1.1 斜桨式国际器器结构设计 它由2片～4片桨叶构成, 使用螺栓或焊接固定在主轴上, 叶片形式一般包括平直叶式和折叶式, 因此桨式搅拌器又可分为平桨式和斜桨式。平桨式搅拌器由2片平直桨叶构成, 桨叶直径与高度的比例为1∶4～1∶10, 圆周速度为1.5 m/s～3.0 m/s, 所产生的径向液流速度较小, 斜桨式搅拌器的2叶相反折转45°角或60°角, 因而可产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单, 其转速一般为20 r/min～100 r/min, 适于搅拌黏度≤20 Pa·s的物料, 如低黏度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮, 使罐体内的温度保持均衡, 防止固体的沉降。 1.2 循环型除尘器 通常由3片桨叶构成, 叶片外缘的圆周速度最高可以达到15 m/s, 旋桨式搅拌器搅拌转速较高, 液体由桨叶的上方进入, 以螺旋状从下方排出, 从而形成轴向液流, 产生较大的循环量, 而剪切作用力不大, 属于典型的循环型搅拌器。适用于液-液相体系的混合, 搅拌低黏度液体、乳浊液及固体微粒含量低于10%的悬浮液, 防止淤积沉降。搅拌器的主轴也可斜向插入罐体内, 此时液流的循环回路不对称, 可增加湍动, 防止漩涡的产生和液面的凹陷。 1.3 锚式为充填材料可使用较好的固体物 桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致, 其间仅有很小的间隙, 可清除附在槽壁上的黏性反应产物或堆积于槽底的固体物, 保持较好的传热效果, 所以常被用于传热和晶析操作。桨叶外缘的圆周速度为0.5 m/s～1.5 m/s, 锚式搅拌器可用于搅拌黏度高达100 Pa·s的牛顿型流体和拟塑性流体, 更适用于搅拌高浓度淤浆或沉降性淤浆。如果在锚式搅拌器的中间加一个横桨叶, 这就制成了我们平常所说的框式搅拌器。 1.4 桨叶的制备 它也称为透平式叶轮, 是由在水平圆盘上安装2片～4片平直或弯曲的叶片所构成, 桨叶的外径、宽度及高度的比例一般为20∶5∶4, 由于有较大的剪切力, 可使流体微团分散得更细, 适用于气体及不溶液体的分散和液-液相反应过程, 促进良好的传热、传质和化学反应, 被搅拌物料的黏度一般为≤25 Pa·s。 1.5 层流体表面液体 设计的原理是螺带的外径与螺距相等, 专门用于搅拌高黏度液体和拟塑性流体等, 通常在层流状态下操作, 液体沿着螺旋面上升或下降形成轴向的上下循环。 1.6 控制温度 通常是采用数字式加热器带有一个闭路旋钮来监控与调节搅拌速度, 微处理器自动调节马达动力去适应水质、黏性溶液与半固体溶液, 同时还可装备外部温度控制器, 以监控与控制容器中的料液温度。 1.7 反应器的用量 根据不同介质的物理学性质、容量、搅拌目的选择相应的搅拌器, 对加快化学反应速度、提高生产效率起到很大的作用。折叶涡轮搅拌器能够适应于气-液相混合的反应, 搅拌器转速一般可以达到300 r/min以上。 1.8 专利夹头用酒精度计算 变频搅拌器的底座、支杆、电动机使用专利技术固定为一体。专利夹头, 无松动, 无摇摆, 不会脱落, 安全可靠, 镀铬支杆, 下粗上细, 钢性强、结构合理, 具有移动方便、质量轻等优点, 更适合于各类小型容器。 2 流体器设计结构 黏度是指流体对流动的阻抗能力, 其具体的定义是液体以1 cm/s速度流动时, 在每1 cm2平面上所需剪应力的大小, 称为动力黏度, 以Pa·s为单位。黏度是流体的一种属性, 流体在管路中流动时, 通常有层流、过渡流、湍流状态, 搅拌设备中也同样存在这3种流动状态, 而决定这些状态的主要参数之一就是流体的黏度。在搅拌过程中, 一般认为黏度小于5 Pa·s的为低黏度流体, 如水、蓖麻油、饴糖、果酱、蜂蜜、润滑油、重油等;黏度在5 Pa·s～50 Pa·s的为中黏度流体, 如油墨、牙膏等;黏度在50 Pa·s～500 Pa·s的为高黏度流体, 如口香糖、增塑溶胶、固体燃料等;大于500 Pa·s的为特高黏度流体, 如橡胶混合物、塑料熔体、有机硅等。对于低黏度流体, 使用小直径的高转速搅拌器就能带动周围的流体循环, 而高黏度的流体则不行, 需要直接用搅拌器来推动。其中, 适用于低等黏度和中等黏度流体的搅拌器有桨式、推进式、开启涡轮式、长薄叶螺旋桨式、圆盘涡轮式、板框桨式、三叶后弯式等;适用于高等黏度和特高黏度的流体搅拌器有锚式、框式