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高黏流體的攪拌過程特征及對攪拌的要求(qiú)
2025/08/04

工業生產中高(gāo)黏度流體的使用日漸(jiàn)增多,許多高(gāo)分子聚合物都(dōu)是高黏度流體,它們很多又是非牛頓流體,在攪拌(bàn)過程中黏度(dù)還會發生變化,因而對攪拌器的要求就更高,要求攪拌器能夠適應黏度的變化完成攪拌操作。高(gāo)黏流體的攪拌常泛指互溶的(de)高黏(nián)度液體間的混(hún)合。但高黏流體攪拌在工業中也有分散、固(gù)體溶解、化學反應等多種非(fēi)均相操作。

攪拌(bàn)操作時,用攪拌器對低粘度互(hù)溶液造成湍流並不困難,但黏度達到較高水平後,由於粘滯力(lì)的影響,就隻能出現層流狀(zhuàng)態。尤其困難的是,這(zhè)種層流也隻能出現在(zài)攪拌器的附近,離槳葉稍遠些地方的高黏度液體(tǐ)仍是靜止的。這樣就(jiù)很難造成液體在攪拌設備內的循環流動,即在設備內會有死區(qū)存在,對(duì)混合、分散、傳熱、反應等各種(zhǒng)攪拌過程十分不利。所以,高黏度液體(tǐ)攪拌(bàn)的首要問題就是要解(jiě)決流體流動與循環的問題。在這種情況下,不能靠增大攪拌(bàn)轉速來提高攪(jiǎo)拌器的循環流量,因為流體(tǐ)黏度較高時,攪拌器拍出的流量很少,轉速過高還會在高黏度溶液中形(xíng)成溝流,而周圍液體仍為死區。較為有效的解決辦法是設法使攪拌器推動更大範圍的流體。因此,高黏度液體的攪拌器直徑與攪拌設備內徑之比、槳葉的寬度與設備內徑之比都要求比(bǐ)較大,有時還要求增加攪(jiǎo)拌器的層數,以增大攪拌範圍。

 從攪拌機理(lǐ)來看(kàn),在攪拌裝置層流區(qū)混合高黏度液體時,液體單元經受剪(jiǎn)切細分作用被拉長(zhǎng)、拉細或分割,隨著剪切時間的增加,逐漸達到混合。同時,由於攪(jiǎo)拌裝置內剪切場不是均勻的,例如錨式攪拌器在錨(máo)與釜壁間的間隙區是強剪切區(qū),液體的混合速率較快,而釜中部區域則是低剪切區,混合速率較慢,因此,高剪切區與低剪切區間的(de)液體交換速率或液體在釜內的循環能力也是影響混合的重要因素。

        此外,攪拌設備內流體的速度波動也能促進混合。換言之,高黏度液體的混合速率主要(yào)取決於攪拌(bàn)器與釜壁表麵間的相對運動速率及(jí)相互之間的距離,為此也要求用於高黏(nián)流體的攪拌器,攪拌(bàn)器直徑與攪(jiǎo)拌設備內徑的比值都相當大。實際生產(chǎn)過程中,常用的黏(nián)性流體攪拌器有(yǒu)錨式(shì)攪拌器、螺帶式攪拌器、框式攪拌(bàn)器等。


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