槳式和渦輪式攪拌器傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式

早的攪拌罐傳熱關(guān)聯(lián)式是由Chilton于1944年提出的，對于使用單層平槳、并有碟形封頭的圓筒形攪拌罐，其被攪拌液體對罐壁和內(nèi)冷盤管的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)聯(lián)式分別如下：

以后許多研究者改變攪拌器的形狀和相對尺寸進(jìn)行傳熱研究，提出了很多攪拌罐傳熱關(guān)聯(lián)式，由于一個關(guān)聯(lián)式只對應(yīng)于一個幾何構(gòu)形，這些關(guān)聯(lián)式不便使用。

20世紀(jì)60年代中至70年代初日本的水科篤郎和永田進(jìn)治等提出了包含多種槳型和多個尺寸參數(shù)的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)式，如永田對于槳式和渦輪式兩種葉輪，且罐內(nèi)有擋板而無內(nèi)冷管的情況，并Re大于100。得如下關(guān)聯(lián)式：

對于罐內(nèi)無擋板而有內(nèi)冷盤管的情況，則物料對罐壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)聯(lián)式為：

當(dāng)除去內(nèi)冷管時，則須將上式的系數(shù)由0.51改成0.54。產(chǎn)生這6%的差別是由于內(nèi)冷盤管的遮蔽效應(yīng)。

永田也得出在Re>200，2上式中包含了葉輪的多個幾何參數(shù)，如葉徑6、罐徑D、葉輪離罐底度c、葉片傾角、葉片數(shù)孔。和液高等，大大拓寬了公式的適用范圍。

20世紀(jì)70年代，日本的佐野雄二等對于槳式、渦輪式葉輪在湍流域的場合，進(jìn)一步建立了罐內(nèi)液體的單位質(zhì)量攪拌功率ε與液體對罐壁和內(nèi)玲管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的聯(lián)系，得到了適用性廣、且形式更簡單的關(guān)聯(lián)式：

式中，為被攪液對夾套的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W/(㎡.K)；c為被攪液對內(nèi)冷管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W／(㎡.K)；dc為內(nèi)冷管外徑．m；ε為單位質(zhì)量被攪液消耗的攪拌功率，W/kg；v為被攪液運(yùn)動黏度.㎡/s。

式(5- 17)計算物件時須以流體的本體溫度和壁溫的算術(shù)平均值作定性溫度。

攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的

實現(xiàn)液液分散，是攪拌器的主要任務(wù)之一。在液液分散的過程中，生產(chǎn)攪拌器，密度大的一種液體稱之為重相，密度小的稱之為輕相，一般情況下，我們都是通過攪拌器的攪拌，使輕相分散在重相之中，反之也可以。被分散的一種液相稱之為分散相，另一種稱之為連續(xù)相，另外，也有不存在連續(xù)相的情況，就是將兩者打散，均勻分散。

一般情況下，我們通過攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的如下：

1.增加兩種液體的相界面，相界面可以簡單直觀的理解為兩種不同物質(zhì)的分界面，實現(xiàn)液液分散后，這個分界面會消失，使這個分界面消失的轉(zhuǎn)速就稱之為臨界攪拌轉(zhuǎn)速。分界面消失后，兩種液體充分接觸，接觸面積更大，相界面也就更大，有利于后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行。

2.減小了分散相液滴外部擴(kuò)散膜之阻力，這樣就加快的分散相液滴之間的分散和凝并，反應(yīng)釜攪拌器，更加有利于傳質(zhì)。

攪拌器中攪拌容器和擋板的作用非常重要，直接影響到攪拌效果，下面我們來看看攪拌容器和擋板的具體介紹。

攪拌容器常被稱作攪拌釜（或攪拌槽）。當(dāng)攪拌器用作反應(yīng)器時，又被稱為攪拌釜式反應(yīng)囂，有時簡稱反應(yīng)釜。

釜體的結(jié)構(gòu)型式通常為立式圓筒形，其高徑比值主要依據(jù)操作時容器裝液高徑比以及裝料系數(shù)大小而定。而容器裝液高徑比又視容器內(nèi)物料性質(zhì)、攪拌特征和攪拌器層數(shù)而異，一般取1～1.3，大時可達(dá)6。釜底形狀有平底、橢圓底、錐形底等，有時亦可用方形釜。同時，根據(jù)工藝的傳熱要求，釜體外可加夾套，并通以蒸汽、冷卻水等載熱介質(zhì)，當(dāng)傳熱面積不足時，還可在釜體內(nèi)部設(shè)置盤管等。

為了消除攪拌容器內(nèi)液體的打旋現(xiàn)象，保證攪拌器的攪拌效果，使被攪物料能夠上下軸向流動，形成全釜的均勻混合，通常需要在攪拌容器內(nèi)加入若干塊擋板。擋板數(shù)一般在2到6塊之間，視其具體情況而定。加入擋板后，北京攪拌器，攪拌器的攪拌功耗將明顯增加，且隨著擋板數(shù)的增加而增加；但在滿足全擋板條件后，再增加擋板數(shù)，攪拌功耗將不再增加。

通常，擋板寬度約為容器內(nèi)直徑的十二分之一到十分之一，在固體懸浮操作時，還可在釜底上安裝底擋板，以促進(jìn)固體的懸浮。攪拌容器中的傳熱盤管也可部分以至全部代替擋板；當(dāng)裝有垂直換熱管后，一般也可不再設(shè)置擋板。