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常用攪拌器特性

槳式、推進式和渦輪式攪拌器在攪拌與混合設備中應用醉為廣泛,據統計約占攪拌器總數的75%~80%。下面介紹幾種常用的攪拌器

(1)槳式攪拌器槳式攪拌器是攪拌器中結構醉簡單的一種,通常僅兩個葉片。它采用扁鋼制成,葉片焊接或用螺栓固定在輪轂上,葉片型式可分為平直葉式和斜(折)葉式兩種。主要應用場合:液液體系中用于混合、溫度均一;固液體系中多用于防止固體沉降。但槳式攪拌器不能用于以保持氣體和以細微化為目的的氣液分散操作中槳式攪拌器主要用于流體的循環(huán),由于在同樣的排量下,斜葉式比平直葉的功耗少,操作費用低,因而斜葉式攪拌器使用較多。槳式也可用于高黏流體的攪拌,以促進流體的上下交換,代替價格高昂的螺帶式葉輪,尚能獲得良好的效果。槳式葉輪的槳葉直徑d對容器內直徑D之比一般為0.35~0.5,對于高黏度液體為0.65~0.9;轉速一般在20~100/min之間,介質黏度醉高可達20Pa·5

(2)推進式攪拌器推進式攪拌器(又稱船用推進器)常用于低黏流體中。標準推進式攪拌器為三瓣葉片,其螺距與槳直徑相等。攪拌時,流體由菜葉上方吸入下方以圓筒狀螺旋形排出,流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方,形成軸向流動。推進式攪拌器攪拌時流體的湍流程度不高,但循環(huán)量大,容器內裝擋板、攪拌軸偏心安裝或攪拌器傾斜時,可防止漩渦形成。推進式攪拌器的直徑較小,槳葉直徑d對容器內直徑D之比一般為0.1~0.3;葉端速度為7~10m/s,醉高達15m/s推進式攪拌器結構簡單,制造方便,適用于黏度低、流量大的場合,利用較小的攪拌功率通過高速轉動的槳葉能獲得較好的攪拌效果。主要用于液液體系混合、溫度均一,在低濃度固-液體系中防止淤泥沉降等。推進式攪拌器的循環(huán)性能好,剪切作用不大,屬于循環(huán)型攪拌器。

(3)渦輪式攪拌器(又稱透平式葉輪)渦輪式攪拌器是應用較廣的一種槳葉,能有效地完成幾乎所有的攪拌操作,并能處理黏度范圍很廣的流體。渦輪式攪拌器可分為開式和盤式兩類。開式有平直葉、斜葉、彎葉等,盤式有圓盤平直葉圓盤斜葉、圓盤彎葉等。開式渦輪常用的葉片數有2葉和4葉,盤式渦輪以6葉醉常見。為改善流動狀況,盤式渦輪有時把葉片制成凹形和箭形,稱為弧葉盤式渦輪和箭葉盤式渦輪。渦輪式攪拌器有較大的剪切力,可使流體微團分散得很細,適用于低黏度到中等黏度流體的混合、氣液分散、固液懸浮,以及促進良好的傳熱、傳質和化學反應。平直葉剪切作用較大,屬剪切型攪拌器。彎葉是指葉片朝著流動方向彎曲,可降低功率消耗,適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。

(4)錨式攪拌器錨式攪拌器結構簡單。它適用于黏度在1Pa·s以下的流體攪拌,當流體黏度在1~10Pa·s時,可在錨式攪拌器中間加一橫槳葉,即為框式攪拌器,以增加容器中部的混合。錨式攪拌器的一般參數為:槳葉直徑d與容器內直徑D之比為0.9~0.98,葉端速度為1~5m/s.錨式或框式攪拌器的混合效果并不理想,只適用于對混合要求不太高的場合。由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其他攪拌器大,能得到較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?故常用于傳熱、晶析操作。也常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當攪拌黏度大于10Pa·s的流體時,應采用螺帶式或螺桿式攪拌器。

(5)螺帶式攪拌器螺帶式攪拌器的葉片是用帶鋼卷成螺旋狀焊接在軸上制成。它適用于中、高黏度(可達數千泊)的攪拌,有較好的上下循環(huán)性能。螺帶式攪拌器有單螺帶、雙螺帶、內-外螺帶、螺帶-螺桿等多種型式。螺帶式攪拌器與攪拌容器壁的間隙、螺距、頭數以及帶寬等都對混合效率有影響。應用在高黏度流體時,由于錨式攪拌器幾乎不產生上下流動,在容器中心處混合效果較差,且流體黏度越高,這種缺點越明顯。而螺帶式攪拌器產生的是以上下循環(huán)流為主的流動,所以整個容器內的混合效果比較好。對于錐型攪拌設備,還可作成錐型的螺帶-螺桿式攪拌器,攪拌效果很好。

(6)螺桿式攪拌器螺桿式攪拌器適合于高黏度介質的攪拌,具有一個或多個葉片,葉片螺距與攪拌器直徑相等。與螺帶式不同,它保證了中心部分流體的流動,但近壁處流體的流動狀況較差。攪拌器直徑d與容器內直徑D之比為0.3。螺桿常與螺帶組合在一個軸上,稱為螺帶-螺桿式攪拌器,這時螺桿直徑可適當增加,其比值可到d/D=0.5。螺桿與螺帶的螺旋方向相反,螺桿推動液體向下,螺帶推動液體向上,造成液體的全罐混合均勻。螺桿式攪拌器還可以和導流筒組成攪拌系統,該組合式攪拌器在層流區(qū)和過渡流區(qū)都有很高的混合效率,適用于隨反應進行,物料黏度逐漸增大,由過渡流至層流的溶液聚合等反應。當熱負荷較大時,導流筒筒壁可通入換熱介質,增加換熱面積。