為區(qū)分葉輪排演的流向特點(diǎn)，曲靖攪拌器，根據(jù)主要排液方向?qū)⒌湫腿~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(jìn)式是軸流型。折葉槳?jiǎng)t居于兩者之間，一般認(rèn)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(shù)是攪拌罐內(nèi)液體流動(dòng)狀態(tài)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(shù)下，攪拌罐內(nèi)的液體的流動(dòng)狀態(tài)。

對(duì)于渦輪式葉輪，若葉輪轉(zhuǎn)速很低，在Re不大于10的區(qū)域，僅葉輪周圍韻液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)，而遠(yuǎn)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(shí)間也非常長，見虛線(1)。在此區(qū)內(nèi)，液體的流動(dòng)是層流，葉輪旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)引起的離心效應(yīng)可忽略不計(jì)，排出流量，見曲線(3)。

當(dāng)Re增加到大于10，渦輪式葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力就不可忽視。此離心力產(chǎn)生了排出流量，使角動(dòng)量傳遞到遠(yuǎn)處的液體。這樣遠(yuǎn)離葉輪的液體開始流動(dòng)，而使Nv- Re曲線偏離曲線(2)的延伸線。在此區(qū)內(nèi)，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(xiàn)環(huán)形的停滯流區(qū)。

當(dāng)Re數(shù)增加到數(shù)百，渦輪式葉輪周圍的液流變成湍流。在區(qū)域c，排出流量顯著增加，曲線(3)達(dá)到了大值。在區(qū)域A和B中觀察副的停滯區(qū)已消失。Re進(jìn)一步增加，湍流域逐漸擴(kuò)大，直至終湍流域占完全優(yōu)勢(shì)。因此區(qū)域c是一個(gè)層流和湍流共存的過渡區(qū)。

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

搪玻璃攪拌罐中多采用三葉后掠式攪拌器，同時(shí)采用一種指狀或叫梳狀的擋板。這種擋板具有節(jié)約動(dòng)力，又有利于出現(xiàn)上下循環(huán)流的特點(diǎn)。由于指狀擋板的形狀不同、配置位置不同，還可以有不同的教果。在固體懸浮過程中，上述的這種直立擋板也有其不利之處。就是在槳葉的底部容易形成固體顆粒的堆積

。在攪拌器中采用底擋板就可明顯改善這種狀況。底擋板的安裝如圖2-20。底擋板的各種參數(shù)已在該圖中列出，立式攪拌器，這時(shí)“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”的半徑幾乎為定值，而底擋板放在其半徑與槳葉半徑之間，所以當(dāng)擋板寬度為0.1D時(shí)，擋板可放在與槳葉直徑相同大小的圓周上，一般為4塊，也有的是十字形放置。

高黏度流體攪拌器的設(shè)計(jì)要素

高黏度流體的攪拌器設(shè)計(jì)，一直是攪拌混合領(lǐng)域中一個(gè)很重要的課題。

在我們用多種葉輪對(duì)高黏度牛頓流體以及非牛頓流體的混合進(jìn)行了試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，一個(gè)的高黏度液體攪拌器，至少具備兩個(gè)條件：1.葉輪能提供強(qiáng)有力的剪切，這是減小濃度斑尺寸即分離尺寸的必要條件，如前所述，只有濃度斑足夠小，才能產(chǎn)生大面積的界面，促進(jìn)分子擴(kuò)散，從而快速達(dá)到分子級(jí)的混合效果，例如螺帶式葉輪和錨式葉輪，通常其d/D都在0.9/0，97左右，即都是所謂近壁型葉輪，在葉輪端部與罐壁之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切，在此消耗了攪拌功率的90%左右。2.由于高剪切區(qū)總是只占有罐體積的一小部分，因此只有葉輪能使液體在罐內(nèi)進(jìn)行快速的循環(huán)，使高剪切區(qū)和低剪切區(qū)的液體快速交換，才能使全罐快速地達(dá)到均勻混合。

長久以來，業(yè)內(nèi)存在這樣一種觀點(diǎn)，對(duì)于近壁型攪拌器，其剪切總是足夠的，不銹鋼攪拌器，決定攪拌器混合能力的是葉輪的循環(huán)能力，并且還認(rèn)為要達(dá)到全罐均勻混合，液體至少要在罐內(nèi)循環(huán)三次。因此，哪種葉輪能以短時(shí)間完成三次循環(huán)，那一種葉輪便是混合速率快的葉輪。這一結(jié)論，長時(shí)間以來被應(yīng)用在攪拌器的設(shè)計(jì)中。然而近年來一些具有復(fù)雜傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的攪拌器，如在回轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行上、下移動(dòng)的復(fù)動(dòng)攪拌器和使葉輪往復(fù)擺動(dòng)的往復(fù)式攪拌器等，此類攪拌器會(huì)產(chǎn)生速度脈動(dòng)，此類速度脈動(dòng)，我們可以將其理解為液體在一定方向上的周期性的較為激烈的變化，事實(shí)證明速度脈動(dòng)對(duì)于促進(jìn)混合有很大作用。速度脈動(dòng)原來是湍流操作特有的現(xiàn)象，然而，復(fù)動(dòng)式攪拌器和往復(fù)式攪拌器以其上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)或正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在高黏度液體中產(chǎn)生了強(qiáng)的速度脈動(dòng)，從而獲得了高的混合效率。因此可以將剪切、循環(huán)和速度脈動(dòng)歸結(jié)為快速混合的二要素。這二要素是開發(fā)新型高黏度液體攪拌器的依據(jù)。

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