攪拌器中的三種基本流型

攪拌器的流型與攪拌效果、攪拌功率的關系十分密切，攪拌器的改進和新型攪拌器的開發往往從流型著手。釜內的流型主要取決于攪拌方式、攪拌器、容器形狀、擋板等幾何特征，以及流體性質、轉速等因素。對于工業上應用多的立式圓筒攪拌器頂插式中心安裝，攪拌將產生三種基本流型。

(1)徑向流流體的流動方向垂直于主軸沿徑向流動，碰到容器壁面分成兩股流體分別向上、向下流動，再回到葉端，不穿過葉片形成上、下兩個循環流動，見圖5-2 (a)。攪拌器的圓盤是產生徑向流的主要原因。

(2)軸向流流體的流動方向平行于主軸，流體由槳葉推動，使流體向下流動，碰到器底再翻上，形成上下循環流，調節池攪拌器，見圖5-2(b)。軸向流的產生是由于流體對旋轉葉片產生的升力的反作用力引起的。

(3)切向流無擋板的容器內，混凝池攪拌器，流體繞軸作旋轉運動，流速高時。液體表面會形成漩渦，如圖5—2(c)所示。此時流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區的流量很小，混合效果很差。

上述三種流型通常可能在攪拌器中同時存在，其中軸向流與徑向流對混合起主要作用，而切向流應如以抑制。采用擋板可削弱切向流，青海攪拌器，增強軸向流和徑向流作用。

為區分葉輪排演的流向特點，根據主要排液方向將典型葉輪分成徑流型和軸流型兩種。平葉的槳式、渦輪式是徑流型，螺旋面葉片的螺桿式、推進式是軸流型。折葉槳則居于兩者之間，一般認為它更接近于軸流型。不過這種分法是近似的，是以主要流向來分的。

攪拌雷諾數是攪拌罐內液體流動狀態的一種量度。圖2—2形象地表示了八平直葉渦輪和螺帶式葉輪在不同雷諾數下，攪拌罐內的液體的流動狀態。

對于渦輪式葉輪，若葉輪轉速很低，在Re不大于10的區域，僅葉輪周圍韻液體隨葉輪旋轉，而遠離葉輪的液體是停滯的，如圖中-A1所示，因而混合效果很差，混合時間也非常長，見虛線(1)。在此區內，液體的流動是層流，葉輪旋轉的阻力主要是黏滯阻力。因而N與Re成反比，如曲線(2)。葉輪旋轉引起的離心效應可忽略不計，排出流量，見曲線(3)。

當Re增加到大于10，渦輪式葉輪旋轉所產生的離心力就不可忽視。此離心力產生了排出流量，使角動量傳遞到遠處的液體。這樣遠離葉輪的液體開始流動，而使Nv- Re曲線偏離曲線(2)的延伸線。在此區內，如曲線(3)所示，曲線上升的坡度很陡，混合大為改善，但在靠近葉輪上下部分仍然出現環形的停滯流區。

當Re數增加到數百，渦輪式葉輪周圍的液流變成湍流。在區域c，排出流量顯著增加，曲線(3)達到了大值。在區域A和B中觀察副的停滯區已消失。Re進一步增加，湍流域逐漸擴大，直至終湍流域占完全優勢。因此區域c是一個層流和湍流共存的過渡區。

在無擋板時，在Re約為90的過渡流域，渦輪式葉輪的排出流達到大值；而在有擋板時，排出流量在湍流域達到大。

槳式攪拌器特點介紹

槳式攪拌器，槳式攪拌器是攪拌器中結構簡單的一種，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，根據葉片的垂直或傾斜安裝可分成徑向流型和軸向流型兩種。槳式葉輪主要用于排出流是必要的場合，由于在同樣的排量下，軸向流葉輪的功耗比徑向流低，故軸向流葉輪使用較多，由于結構簡單，即使葉徑大，價格也不高，故往往用于大葉徑、低轉速的場合。其主要用途為：在液-液系用于防止分離和使溫度均一；在固-液系，多用于防止固體沉降。然而，槳式葉輪機械攪拌器不適用于氣-液分散那樣保持氣體和以細微化為目的的操作，還有，由于其適合于制成大葉徑，故也可用于高黏度液體的攪拌，這種場合為了促使液體上下交換，或者使用3—5層的多層葉輪，或者使用如下圖那樣的變形的槳式葉輪。一般情況下槳式攪拌器所攪拌的介質的粘度都不高，同樣適用于中低粘度攪拌的攪拌器還有渦輪式和推進式，

槳式攪拌器主要用于流體的循環，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，雖然，對于高黏度液體的混合來說，它的效果比昂貴的螺帶式葉輪要差一點，但對于液體黏度不太高，或者對混合的要求不是太高的場合，槳式攪拌器由于其價格低，循環池攪拌器，還往往被選用。

日本對立式攪拌器的采購進行過分析，槳式、渦輪式和推進式三者占全體的75%—80%，而槳式攪拌器又占其中的60%~70%，由此，對于立式攪拌器，使用槳式葉輪的占50%左右。對于低黏度液體，槳式葉輪的葉徑與罐徑之比為0.35—0.5，對于高黏度液體為0.65~0.9;使用的轉速為20~100r/min；適應的高黏度為50Pa.s。