液體攪拌相關(guān)知識(shí)
一、液體攪拌的作用
在化工生產(chǎn)中，除了需要輸送液體的機(jī)械外，還需要迫使液體在容器內(nèi)部流動(dòng)，以促使其中的各組分相互分散混合的機(jī)械。這種機(jī)械稱(chēng)為攪拌器，而且攪拌器把能量加給液體迫使其流動(dòng)的操作稱(chēng)為液體的攪拌。
液體攪拌的作用，大致有以下三方面：
1、強(qiáng)化物質(zhì)的傳遞，增加化學(xué)反應(yīng)速度。攪拌可以使液體物料互相摻和，充分接觸，從而提高傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率。
2、強(qiáng)化傳熱過(guò)程，防止局部過(guò)熱或過(guò)冷現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)生。
3、有效地制備混合物。攪拌可以使兩種或多種的互溶液體組成混合液，也可以使不互溶的液體達(dá)到混合均勻，也可以使液體和固體顆粒制成懸浮液和乳濁液。
二、液體攪拌器
液體攪拌器的類(lèi)型有多種，這里介紹其中的機(jī)械攪拌器和氣流攪拌器。
1、機(jī)械攪拌器
機(jī)械攪拌器一般由一根在電機(jī)帶動(dòng)下的中心軸（攪拌軸）和安裝在軸上的推動(dòng)器（葉輪）組成。由于推動(dòng)器型式很多，攪拌器的類(lèi)型也就多。
1）旋槳式攪拌器
其結(jié)果類(lèi)似于飛機(jī)的螺旋槳，由2~3片推進(jìn)式螺旋槳葉固定在轉(zhuǎn)軸上而制成的。旋槳葉直徑一般為容器的1/2.5~1/4，轉(zhuǎn)速每分鐘在數(shù)百轉(zhuǎn)至上千轉(zhuǎn)之間，葉片端部線速度可達(dá)5~15m/s，適用于低粘度液體的攪拌。
旋槳式攪拌器造成的湍動(dòng)程度不高，但循環(huán)量大，特別適用于要求容器上下均勻的場(chǎng)合。其缺點(diǎn)是由于切向分速度的影響，液體在容器內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，各層之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)有效的分散。而當(dāng)液體中有固體顆粒時(shí)，它將被拋向器壁并沉到釜底，起到與分散相反的作用。另外在離心力的作用下，液體表面出現(xiàn)下凹現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速越高，越嚴(yán)重，以致有可能使槳葉中心部分暴露在空氣中，將空氣卷入，破壞正常操作。
2）渦輪式攪拌器
由若干個(gè)輪片構(gòu)成的渦輪安裝在軸上而組成的攪拌器。渦輪式攪拌器通常由六片槳葉組成，槳葉可以做成四種類(lèi)型。葉輪直徑一般為容器直徑的1/3~1/2，轉(zhuǎn)速較高，端部的圓周速度可達(dá)3~8m/s。
渦輪式攪拌器的分散作用比旋槳式要好，適用于低粘度和中粘度，并要求微觀均勻的攪拌過(guò)程。但由于釜內(nèi)有兩個(gè)回路，對(duì)易于分層的物料不大適用。
3）槳式攪拌器
由2~4片板狀槳葉用螺栓固定在軸上組成的。槳式攪拌器的尺寸較大，其直徑為容器直徑的1/2~4/5，但轉(zhuǎn)速低，葉片端部的線速為1.5~3m/s。當(dāng)釜內(nèi)液面較高時(shí)，可以攪拌軸上水平安裝幾排槳葉，以增強(qiáng)攪拌效果。
4）錨式和框式攪拌器
這類(lèi)攪拌器和上述三類(lèi)攪拌器有明顯差別，即上訴三類(lèi)攪拌器的直徑均比釜徑小得多，而錨式和框式攪拌器的直徑和釜徑非常接近，其間距只有25~50mm。錨式和框式攪拌器的結(jié)構(gòu)，是由槳式攪拌器演變而來(lái)的，其外緣形狀與釜底內(nèi)壁形狀一樣。其轉(zhuǎn)速很低，15~80r/min。它基本上不產(chǎn)生軸向流，但攪拌范圍很大，不會(huì)形成四區(qū)，主要用于粘度大，有沉淀物的場(chǎng)合。
2、氣流攪拌器
氣流攪拌器很簡(jiǎn)單，壓縮空氣或蒸汽由管路送入液層底部，在液體內(nèi)部產(chǎn)生鼓泡作用以達(dá)到攪拌的目的。被攪拌的物料與空氣、水蒸氣不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氣流攪拌的設(shè)備簡(jiǎn)單，但能力消化常大于機(jī)械攪拌。
三、強(qiáng)化液體攪拌的措施
強(qiáng)化攪拌就是人為采取措施改變流動(dòng)狀況，使攪拌效果得到改善。通常采用以下兩種方法。
1、裝設(shè)擋板
在器壁上垂直安裝四塊條形擋板，擋板寬度通常為容器直徑的1/12~1/10。它有效地抑制液體的旋流，使自由表面下凹的現(xiàn)象大大減少，而且液流在擋板后形成漩渦，增大了液流的湍動(dòng)程度。
若容器中有溫度計(jì)管和換熱管，在一定程度上也起到擋板的作用。
2、裝設(shè)導(dǎo)流管
在攪拌器周?chē)鸁o(wú)固體邊界的情況下，也可沿各種方向回流到攪拌器入口，行程長(zhǎng)短不一。在容器內(nèi)裝一上下直通的圓通——導(dǎo)流管之后，情況就發(fā)生了改變。液體受到導(dǎo)流管的作用被迫上下流動(dòng)，消除了液流短路現(xiàn)象，大大提高了整體的湍動(dòng)程度，強(qiáng)化了攪拌效果。
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