固-液兩相體系的攪拌

固液兩相體系攪拌的目的:

①使固體粒子完全離釜底懸浮起來,簡稱完全離底懸浮。其主要作用是降低固體周圍的擴散阻力，以便于固體物料的溶解或結(jié)晶,以及加強反應(yīng)物料與催化劑之間的接觸和傳質(zhì)

②使固體粒子在全釜均勻懸浮,簡稱均勻懸浮。其主要作用是制備均勻懸浮液。

1.固液懸浮機理

(1)完全離底懸浮一般認為,固體懸浮是由湍動漩渦控制的。導(dǎo)致釜底沉積顆粒懸浮的原因是具有一定尺度小渦漩的擾動。假定與顆粒尺寸同一數(shù)量級的小渦漩作用于固體顆粒,并將能量傳遞給固體顆粒,當渦漩的作用力克服了固體顆粒所受重力與浮力之差時,則顆粒將被舉起,此時顆粒即被懸浮起來另一種觀點則認為,釜底附近的主體流動導(dǎo)致顆粒懸浮。釜底附近顆粒懸浮的條件是流體向上運動的速度與顆粒的沉降速度相平衡

(2)均勻懸浮主要是由循環(huán)流動引起的。只要釜內(nèi)循環(huán)流速達到一定值,使粒子沉降速度等于流體上升速度,就能形成固液均勻懸浮狀態(tài)。這一方面要求攪拌器能提供較高的循環(huán)流量;另一方面還要求釜內(nèi)有足夠數(shù)量的湍動漩渦進入粒子沉積區(qū),使沉積的粒子完全懸浮起來,即要求釜內(nèi)流體漩渦湍動強度較高。

2.固-液懸浮判據(jù)

(1)以釜底未懸浮固體量作判據(jù)固體粒子在釜底的停留時間不超過1~2s,則認為達到了完全離底懸浮,能滿足此條件的zui低的攪拌轉(zhuǎn)速稱完全離底懸浮臨界轉(zhuǎn)速,用N。表示。在達到完全離底懸浮時,釜內(nèi)各處的固體含量是不均一的。

(2)以釜內(nèi)懸浮液的均勻程度作判據(jù)對于大多數(shù)懸浮體系,粒子在釜內(nèi)是不可能達到真正均一分布的。