吉首市中誠制藥機(jī)械有限公司
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工業(yè)生產(chǎn)中高粘度流體的應(yīng)用日益增多，許多高分子聚合物都是高粘度流體，它們很多又是非牛頓流體。在攪拌過程中粘度還會發(fā)生變化，因而對攪拌器的要求就更高，要求攪拌器能夠適應(yīng)粘度的變化完成攪拌操作。高粘流體的攪拌常泛指互溶的高粘度液體間的混合。但高粘流體攪拌在工業(yè)中也有分散、固體溶解、化學(xué)反應(yīng)等多種非均相操作。
攪拌操作時，用攪拌器對低粘度互溶液造成湍流并不困難.但粘度達(dá)到較高水平后，由于粘滯力的影響，就只能出現(xiàn)層流狀態(tài)。尤其困難的是，這種層流也只能出現(xiàn)在攪拌器的附近，離槳葉稍遠(yuǎn)些地方的高粘度液體仍是靜止的。這樣就很難造成液體在攪拌設(shè)備內(nèi)的循環(huán)流動，即在設(shè)備內(nèi)會有死區(qū)存在，對混合、分散、傳熱、反應(yīng)等各種攪拌過程十分不利。所以，高粘度液體攪拌的首要問題就是要解決流體流動與循環(huán)的問題。在這種情況下，不能靠增大攪拌轉(zhuǎn)速來提高攪拌器的循環(huán)流量，因?yàn)榱黧w粘度較高時，攪拌器排出的流量很少，轉(zhuǎn)速過高還會在高粘度溶液中形成溝流，而周圍液體仍為死區(qū)。較為有效的解決辦法是設(shè)法使攪拌器推動更大范圍的流體。因此，高粘度液體的攪拌器直徑與設(shè)備內(nèi)徑之比、槳葉的寬度與設(shè)備內(nèi)徑之比都要求比較大，有時還要求增加攪拌器的層數(shù)，以增大攪拌范圍。
從攪拌機(jī)理來看，在層流區(qū)混合高粘度液體時，液體單元經(jīng)受剪切細(xì)分作用被拉長、拉細(xì)或分割，隨著剪切時間的增加，逐漸達(dá)到混合。同時，由于攪拌設(shè)備內(nèi)剪切場不是均勻的，例如錨式攪拌器在錨與釜壁間的間隙區(qū)是強(qiáng)剪切區(qū)，液體的混合速率較快，而釜中部區(qū)域則是低剪切區(qū)，混合速率較慢，因此，高剪切區(qū)與低剪切區(qū)間的液體交換速率或液體在釜內(nèi)的循環(huán)能力也是影響混合的重要因素。此外，設(shè)備內(nèi)流體的速度波動也能促進(jìn)混合。換言之，高粘度液體的混合速率主要取決于攪拌器與釜壁表面間的相對運(yùn)動速率及相互之間的距離，為此也要求用于高粘流體的攪拌器，攪拌器直徑與設(shè)備內(nèi)徑的比值都相當(dāng)大。實(shí)際生產(chǎn)過程中，常用的粘性流體攪拌器有錨式攪拌器、螺帶式攪拌器、框式攪拌器等。
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