攪拌概論

理論上把任何狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和半液態(tài))下物料均勻地摻和在一起的操作稱為混合,但習慣上常把固態(tài)物料之間摻和或者固態(tài)物料加濕的操作稱為混合;而把固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)物料與液態(tài)物料混合的操作稱為攪拌。

攪拌與混合操作是應用zui廣的過程單元操作之一,大量應用于化工、石化、輕工、一藥、食品、采礦、造紙、農(nóng)藥、涂料、冶金、廢水處理等行業(yè)中。近年來,攪拌與混合技術發(fā)展很快,攪拌與混合設備正向著大型化、標準化、高效節(jié)能化、機電一體化、智能化和特殊化方向發(fā)展。在這種形勢下,技術人員如何借鑒已有經(jīng)驗,掌握新的變化情況,正確設計與選用不同工藝條件下操作的攪拌與混合設備,使其滿足安全、可靠、高效和節(jié)能的要求,就變得十分重要了。

機械攪拌裝置

機械式攪拌操作看似簡單,實際上極為復雜,所涉及的影響因素很多。攪拌混合的研究涉及到流體力學、化學工程、生物工程等領域有關理論,而且攪拌混合的性能又直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗和生產(chǎn)成本。因此工業(yè)界和理論界對攪拌混合都非常重視,進行了大量的研究工作,取得了不少新的研究成果。攪拌器又稱攪拌槳或葉輪攪拌葉輪，它是機械攪拌備的關鍵部件。在攪拌設備的機械工程設計以及新型攪拌設備的開發(fā)中,攪拌器的選型是十分重要的,攪拌操作涉及流體的流動、傳質(zhì)和傳熱,所進行的物理和化學過程對攪拌效果的要求也不同,至今對攪拌器的研究還不夠,因而攪拌器的選用帶有一定的經(jīng)驗性。一般,攪拌器的選型應從以下幾方面考慮:

①有類似應用,且攪拌效果較滿意的可選擇相同攪拌器;

②生產(chǎn)過程對攪拌有嚴格要求又無類似攪拌器型式可參考時,則應對工藝、設備、攪拌要求、經(jīng)濟性等作全面評價,找出操作的主要控制因素,選擇合適的攪拌器型式;

③生產(chǎn)規(guī)模較大或新開發(fā)的攪拌設備,需進行一定的試驗研究,尋求zui佳的攪拌器型式、尺寸及操作條件,并經(jīng)中試后才能應用于工業(yè)裝置中。

攪拌器的分類

攪拌器的分類方法很多,主要有以下幾種。

(1)按攪拌槳葉結構分為平葉、斜(折)葉、彎葉、螺旋面葉式攪拌器。槳式、渦輪式攪拌器都有平葉和斜葉結構;推進式、螺桿式和螺帶式的槳葉為螺旋面葉結構。根據(jù)安裝要求又可分為整體式和剖分式結構,對于大型攪拌器,往往做成剖分式,便于把攪拌器直接固定在攪拌軸上而不用拆除聯(lián)軸器等其他部件。

(2)按攪拌器的用途分為低黏流體用攪拌器、高黏流體用攪拌器。用于低黏流體的攪拌器有:推進式、槳式、開啟渦輪式、圓盤渦輪式、布魯馬金式、板框槳式、三葉后彎式等。用于高黏流體的攪拌器有:鋪式、框式、鋸齒圓盤式、螺旋槳式、螺帶式等。

(3)按流體流動形態(tài)分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器。有些攪拌器在運轉時,流體既產(chǎn)生軸向流又產(chǎn)生徑向流的稱為混合流型攪拌器。推進式攪拌器是軸流型的代表,平直葉圓盤渦輪攪拌器是徑流型的代表,而斜葉渦輪攪拌器是混合流型的代表。