(7)--第三章化工原理化工原理.ppt

3液体搅拌

3.1概述搅拌的目的：1.互溶液体的均匀混合2.多相物系的分散和接触气泡分散于液体中液滴分散于不互溶液体中固体颗粒悬浮于液体中3.强化传热

3.1概述Vh302DH301典型的机械搅拌装置的结构

3.1.1搅拌器的类型搅拌装置的核心部件?搅拌器按工作原理可分两大类：1.旋桨式：流量大，压头低。流体作轴向和切向运动旋桨、螺带式、锚式、框式2.涡轮式：流量小，压头高。流体作径向和切向运动涡轮、平直叶

3.1.2混合效果的度量1.调匀度I(A组分的平均浓度)当CACA0定义：当CACA0调匀度I≤1

3.1.2混合效果的度量m个样品的平均调匀度：混合均匀时：调匀度用于描述均相物系的混合效果是有效的，但对于多相分散物系，还需结合分割尺度来描述。

3.1.2混合效果的度量2.分隔尺度调匀度与取样尺寸有关！对多相分散物系，分隔尺度(如气泡、液滴和固体颗粒的大小和直径分布)是搅拌操作的重要指标(I)(II)

3.2混合机理3.2.1搅拌器的两个功能1．总体流动——将流体输送到搅拌釜内各处大尺度宏观混合旋桨式搅拌器涡轮式搅拌器

2．强剪切或高度湍动——产生剪切力场或旋涡小尺度宏观混合，促进微观混合注意：流体不是靠桨叶直接打碎的，而是靠高剪切力场撕碎的。旋桨式搅拌器涡轮式搅拌器

3.2.2均相液体的混合机理1.宏观混合与微观混合的概念设备尺度混合——总体流动宏观混合旋涡尺度混合——剪切力场分子尺度混合——分子扩散微观混合分子尺度混合只适用于均相流体

2.低粘度流体的混合混合机理依赖总体流动和高度湍动最小液团尺寸为10μm量级3.高粘度及非牛顿流体的混合多处于层流状态，混合机理主要依赖于充分的总体流动。可采用框式、锚式和螺带式等搅拌器。

3.2.3非均相物系的混合机理液滴或气泡的分散界面张力σ是抗力，σ大不易分散稳定时，液滴破碎与合并达动态平衡

3.2.3非均相物系的混合机理液滴或气泡的分散液滴大小分布不均的原因：釜内各处的湍动程度不均叶片附近—剪切强度大、液滴小边角处—剪切强度小、液滴大改进分布不均的措施：①尽量使釜内湍动程度均匀②加少量保护胶或表面活性剂，使液滴难以合并

3.2.3非均相物系的混合机理2.固体颗粒的分散细颗粒（100μm）——打散颗粒团聚体粗颗粒（1mm）——全部颗粒离底悬浮操作转速应大于悬浮临界转速非均相物系只能实现小尺度的宏观混合

3.3搅拌器的性能1.旋桨式搅拌器qV大，H小，轴向流出叶片端速度5~15m/s适于低粘度液体μ10Pa·svh304

2.涡轮式搅拌器qV小，H大，径向流出叶片端速度3~8m/s适于中等粘度液体μ50Pa·svh305

3.大叶片低转速搅拌器锚式、框式、螺带式端部速度0.5~1.5m/s适于高粘度液体、颗粒悬浮液，能防止器壁沉积现象vh306

4.性能综述vh307

3.2.2改善搅拌效果的措施：1.提高转速——提高流量qV、压头H2.阻止容器内液体的圆周运动安装挡板消除打旋，增加阻力偏心安装破坏循环回路的对称性(录像)

3.安装导流筒避免短路及死区导流筒的安装形式旋桨式搅拌器涡轮式搅拌器DH309DH310

3.4搅拌功率3.4.1搅拌器的混合效果与功率消耗功率消耗P=ρgHqV改善混合效果—增加功率能量合理有效利用—应选择合适的搅拌器3.4.2功率曲