制药工程原理与设备02反应器基本理论5.ppt

第六节 搅拌釜式反应器 搅拌属于典型的化工单元操作，广泛应用于化学制药工业中。目的有二： 1.强化传热 2.强化传质 一、搅拌釜的结构 搅拌釜的结构 二、搅拌釜中的流动与混合 1 混合效果的评价标准 ① 均匀度 (CACA0) 平均体积浓度 当CACA0时 混合均匀时 I=1，不均匀时 I1；I偏离1越大，返混越不均匀。 ② 宏观均匀、微观均匀 宏观均匀：互不溶液-液体系，一相以分子聚集体的形态，均匀分散于另一相中。 微观均匀：分子尺度上的均匀，一相以分子状态分散在另一相中 （互溶体系）。 ☆说明☆：达到宏观均匀不一定能达到微观均匀；达到微观均匀后一定达到了宏观均匀。不互溶体系只能达到宏观均匀，只有互溶体系才能达到微观均匀。 2 混合机理与措施 ① 釜中流体的流动状况 流动产生流场（循环流动、总体流动）使一相液体分散成一定尺寸液团分散到釜内各处达到宏观均匀，利用总流动中旋涡与液体微团间的相对运动和剪切力使混合更均匀。 ② 提高混合效果的措施 Ⅰ 消除打旋 A 加设挡板 全挡板条件： B 偏心安装搅拌桨 Ⅱ 加设导流筒 强制液体通过导流筒混合。 三、混合时间、搅拌流量 混合时间 搅拌流量 其中： 为搅拌流量系数； n为转速； dj为搅拌桨直径。 四、搅拌功率与混合效果 宏观均匀，须有足够大的总体流量V； 微观均匀，须提高总体流的湍动程度，即压头H足够大(可理解为流速足够大)； 搅拌功率 分析： 若Ｐ一定，ＶＨ就一定，所以当增大搅拌器直径，减小转速，　都增大．而ＶＨ值一定，所以总体流量Ｖ增大，压头Ｈ降低，有利于增大宏观均匀程度。 Ｐ一定，减小搅拌器直径，增大转速，Ｖ减小，Ｈ增大，有利于提高微观均匀。 五、搅拌器功率 均相液体搅拌器功率的计算 搅拌功率为: ① 层流区 一些搅拌器K1、K2的值 ③ 过渡流区 Re300时一些搅拌器的αβ值 ③ 过渡流区 小 结 1 搅拌釜的结构； 搅拌釜中的流动与混合； 混合时间、搅拌流量； 搅拌功率与混合效果； 搅拌功率的计算。 * 功率因子： ② 湍流区 3.82 71.0 六叶三平桨式（dj/w=6） 1.15 33.0 双叶单平桨式（dj/w=8） 1.60 36.5 双叶单平桨式（dj/w=6） 2.25 43.0 双叶单平桨式（dj/w=4） 4.80 70.0 六叶弯片涡轮式 6.10 71.0 六叶片涡轮式 4.50 70.0 四叶片涡轮式 1.00 43.5 三叶片推进式（s/dj=2） 0.32 41.0 三叶片推进式（s/dj=1） K2 K1 搅拌器型式 功率因子： 40.0 1.0 0.33 六叶推进式 40.0 1.0 0.30 六叶推进式 18.0 0 0.22 三叶推进式 18.0 1.7 0.30 三叶推进式 18.0 2.1 0.33 三叶推进式 18.0 2.3 0.37 三叶推进式 18.0 2.6 0.47 三叶推进式 β α dj/Di 搅拌器型式 * *