搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,搅拌将产生三种基本流型:1.切向流;2.轴向流;3.径向流。上述三种基本流型,通常可能同时存在。其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。
在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中,若采用搅拌器侧面插入安装方式,通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果。
搅拌器内进行的是三维流动,且流动具有随机性,因而其流动状况非常复杂:对这种流动的研究方法有两种,即试验测量方法与数值模拟法。
从搅拌器理来看,在层流区混合高黏度液体时,液体单元经受剪切细分作用被拉长、拉细或分割,随着剪切时间的增加,逐渐达到混合。同时,由于搅拌器内剪切场不是均匀的,例如锚式搅拌器在锚与釜壁间的间隙区是强剪切区,液体的混合速率较快,而釜中部区域则是低剪切区,混合速率较慢,因此,高剪切区与低剪切区间的液体交换速率或液体在釜内的循环能力也是影响混合的重要因素。此外,搅拌器内流体的速度波动也能促进混合。换言之,高黏度液体的混合速率主要取决于搅拌器与釜壁表面间的相对运动速率及相互之间的距离,为此也要求用于高黏流体的搅拌器,搅拌器直径与器内径的比值都相当大。实际生产过程中,常用的黏性流体搅拌器有锚式搅拌器、螺带式搅拌器、框式搅拌器等。
从搅拌效果看,在叶片近旁有液体的交换,而在轴附近则存在几乎不起搅拌作用的部分,使用如下图的变形框式叶轮,可使情况改善,然而仍不能全部解决问题。要使高黏度流体完全流动非要用螺带式叶轮那样具有强制液体进行挤出流动的叶轮。然而,与螺带式叶轮相比,锚式叶轮的价格低,在叶径和转速相同时,其搅拌功率仅为螺带的2/3.因此对那些不特别强调混合效果的场合,往往选用锚式叶轮。在特殊的场合,为了消除锚式叶轮剪切力不大,以及轴附近有混合死区的缺点,可以用框式叶轮与多层涡轮式叶轮组合成同轴线双轴搅拌器,同时为了能利用其叶片与罐底和罐壁贴近的优点以获得更高的传热效果,还可在锚式叶轮的叶片上安装刮板,不断刮去易于附着在罐壁上
搅拌器在器的底部,称为底搅拌器。底搅拌器的优点是:搅拌轴短、细,无中间轴承;可用机械密封;易维护、检修,寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细,轴的稳定性好,既节省原料叉节省加工费,而且降低了安装要求。所需的检修空间比上搅拌小,避免了长轴吊装工作,有利于厂房的合理排列和充分利用。由于把笨重的减速装置和动力装置安放在地面基础上,从而改善了封头的受力状态,同时也便于这些装置的维护和检修。底搅拌器安装在下封头处,有利于上封头接管的排列与安装,特别是上封头带夹套,冷却气相介质时更为有利。底搅拌有利于底部出料,可使出料口处得到充分的搅动,使输料管路畅通。
以上信息由专业从事改性沥青搅拌器的中拓鼎承于2025/7/25 19:28:14发布
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