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桨式搅拌器搅拌机—主要作用
混合(如调和、乳化、分散、固液悬浮等);
传质(如溶解、气体吸收、结晶、萃取、浸取等);
传热(如加热、冷却等);
传递动能;
反应等。
桨式搅拌器搅拌机—应用
生物发酵(如医药、饲料、饮料、酒类、调味品等);
石油化工(如合成树脂、合成纤维、合成橡胶、粘接剂、催化剂等);
精细化工(如化妆品、涂料、染料、助剂等);
环保(如给排水处理、烟气脱硫等);
湿法冶金;
造纸;
有机/无机化工等行业。
设计与选型
①根据搅拌操作目的和物系性质进行搅拌设备工艺设计及结构选型。
②在选型的基础上进行该搅拌的特性计算和工艺工程设计。
③进行搅拌设备的机械工程设计与费用评估。
主要影响因素
搅拌槽容积、
操作压力和温度、
操作时间、
连续或间歇操作、
物料粘度、比重、
物料的流动状态、
组成
主要由搅拌器、传动装置及搅拌轴系三大部分组成。
1、搅拌器主要由搅拌桨(或叶轮)和附属构件组成;
2、传动装置由电动机、减速机以及支架等组成;
3、搅拌轴系由搅拌轴、轴承和联轴器等组成。
操作目的和搅拌器各因素关系
操作目的 | *搅拌器 | 评估搅拌效果的特性参数 | 过度搅拌对过程影响 | 搅拌器的循环流量或剪切力的重要性 |
均相低粘度液混合 (易溶液体调和) | 推进式、轴流旋桨及涡轮式等 | 混合时间,混合指数,翻转次数,均匀度 | 无影响,但返混增大 | 提高循环流量能增大搅拌效果,剪切力影响小 |
均相高粘度液混合 | 锚框式、螺带、螺杆、大叶片式等 | 混合时间,剪切速率,翻转次数,均匀度 | 依据多数非牛顿流体特性来判断 | 循环流量及剪切速率均能增大搅拌效果 |
液-液分散 (不互溶液体混合) | 轴流式涡轮、圆盘式涡轮、直叶涡轮等 | 均匀分散时间,液滴比表面积、平均滴径或滴径分布,分散均匀度 | 两相再分开困难,返混增大 | 剪切力用作分裂液滴,循环流动使液滴通过叶轮强剪切区次数增多 |
气-液分散 气-液吸收 | 盘式涡轮、大叶片式轴流涡轮等 | 分散时间,气泡比表面积、平均滴径或滴径分布,溶气率,临界分散转速 | 生成难于破碎的泡沫及较稳定的小气泡,返混增大 | 剪切力用作分裂气泡,循环流动使气泡通过叶轮强剪切区次数增多 |
固-液分散 | 均化器、锯齿圆盘、胶体磨等 | 固体破碎程度,粒子分布均匀度、润湿程度 | 易产生乳化 | 剪切力用作打散粒子,循环流动使粒子通过叶轮强剪切区次数增多 |
固-液悬浮 | 推进式、轴流旋桨、轴流涡轮等 | 悬浮状态,临界悬浮转速,固液浓度,比表面积 | 脆性粒子破碎 | 提高循环流量提高搅拌效果,剪切力无影响 |
固-液溶解 | 推进式、轴流旋桨、轴流涡轮等 | 溶解速度,以固粒表面积为基准的液膜传质系数及总容积传质系数 | 无影响,离底悬浮即可 | 提高循环流量提高搅拌效果,剪切力影响有一定影响 |
固-液结晶 | 桨式、开启涡轮、推进式加导流筒等 | 结晶速率,晶粒大小和均匀度 | 晶粒被破碎,生成大量晶核 | 提高循环流量提高搅拌效果,剪切力决定晶粒粒径的大小。 |
固-液浸取 | 桨式、轴流旋桨等 | 悬浮状态,固液浓度,比表面积,溶解速度 | 无影响 | 提高循环流量提高搅拌效果,剪切力无影响 |
液-液萃取 | 轴流旋桨、直叶涡轮、盘式涡轮等 | 萃取速率,萃取效率,液滴比表面积,液膜传质系数和总容积传质系数 | 两相再分开困难,返混增大 | 剪切力用作分裂液滴,循环流动使液滴通过叶轮强剪切区次数增多 |
液-液乳化 | 直叶涡轮、均化器、胶体磨、锯齿圆盘等 | 乳化速率,液滴大小及均匀度 | 液滴过小 | 剪切力用作分裂液滴,循环流动使液滴通过叶轮强剪切区次数增多 |
传热(气、固、液) | 推进式、轴流涡轮、布鲁马金、三叶后掠式等 | 传热速率,液膜传热系数,总传热系数 | 无影响, | 提高循环流量提高搅拌效果,剪切力影响小 |
反应(气、固、液) | 按特定的反应条件要求配给 | 反应时间,传热、传质要求,翻转次数。对高分子聚合,转化率、相对分子量及分布为主要指标 | 据不同反应各有要求 | 循环流量及剪切力对反应均有影响。 |
选型参数
搅拌器类型 | 流动状态 | 搅拌目的 | *高粘度 Pa.s | |||||||||||
对流循环 | 湍流循环 | 剪切流 | 流型 | 低粘混合 | 高粘混合 | 分散 | 溶解 | 悬浮 | 气体吸收 | 结晶 | 传热 | 液相反应 | ||
直叶涡轮 | ¤ | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 50 | ||
折叶涡轮 | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 50 | ||
推进式 | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 2 | |||
桨式 | ¤ | ¤ | ¤ | 湍/过渡流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 50 | ||
旋桨式 | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 10 | ||||
盘式涡轮 | ¤ | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 10 | |||||
布鲁马金 | ¤ | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 50 | ||||
三叶后掠 | ¤ | ¤ | ¤ | 湍流 | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | ¤ | 50 | ||||
锚框式 | ¤ | 层/过渡流 | ¤ | ¤ | ¤ | 100 | ||||||||
螺带/杆式 | ¤ | 层/过渡流 | ¤ | ¤ | 150 |
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