1–2–1搅拌器的选择.ppt

化学反应过程与设备 能力目标 知识目标 1．理解搅拌釜中的流动与混和 2．理解搅拌器的种类．特点 3．理解搅拌器的选型原则 主要内容 1．搅拌液体的流动特性 2．搅拌器的型式．选择 2. 推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。 结构 标准推进式搅拌器有三瓣叶 片，其螺距与桨直径d相等。 它直径较小，d/D=1/4～1/3，叶端速度一般为 7～10 m/s，最高达15 m/s。 图9 推进式搅拌器 旋桨式搅拌器 特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。 搅拌时——流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排 出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形 成轴向流动。 循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器 应用 粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等 改进 容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。 常用参数见表17-6 表2 推进式搅拌器常用参数 最高转速可达1750r/min:最高叶端线速度可达25m/s。转速在500r/min以下，适用介质粘度可达50Pa.s 轴流型，循环速率高，剪切力小。采用挡板或导流筒则轴向循环更强 小于2Pa·s n=100～500r/m in v=3～15m/s d/D=0.2～0.5(以0.33居多) p/d=1,2 Bn=2,3,4(以3居多) p－螺距 备注 流动状态 常用介质粘度范围 常用运转条件 常用尺寸 涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较 广的一种搅拌器，能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度 范围很广的流体。见图 10。 3．涡轮式搅拌器 图10 涡轮式搅拌器 * * * * 釜式反应器的结构 –搅拌器的选择 1．能选择合适的搅拌器 搅拌器 1、 搅拌器与流动特征 定义 功能 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键 部件。 提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。 原理 搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形 成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液 体在搅拌容器内循环流动。 流型 流体循环流动的途径。 一、流型 流型与搅拌的关系 流型与搅拌效果、搅拌功 率的关系十分密切。搅拌 器的改进和新型搅拌器的 开发往往从流型着手。 流型决定因素 取决于搅拌器的形式、搅拌 容器和内构件几何特征，以 及流体性质、搅拌器转速等 因素。 搅拌机顶插式中心安装 立式圆筒的三种基本流型 径向流 轴向流 切向流 流型 流体流动方向垂直于 搅拌轴，沿径向流动， 碰到容器壁面分成二 股流体分别向上、向 下流动，再回到叶端， 不穿过叶片，形成上、 下二个循环流动。 (a)径向流 图1 搅拌器与流型 (a) 径向流 流体流动方向平行于 搅拌轴，流体由桨叶 推动，使流体向下流 动，遇到容器底面再 向上翻，形成上下循环流。 (b)轴向流 图2 搅拌器与流型 (b) 轴向流 无挡板的容器内，流 体绕轴作旋转运动， 流速高时液体表面会 形成漩涡，流体从桨 叶周围周向卷吸至桨 叶区的流量很小，混 合效果很差。 (c)切向流 图3 搅拌器与流型 (c) 切向流 上述三种流型通常同时存在 轴向流与径向流对混合起主要作用 切向流应加以抑制 采用挡板可削弱切向流， 增强轴向流和径向流 除中心安装的搅拌机外，还有偏心式、底插式、侧插式、斜插式、卧式等安装方式，见图4。 不同方式安装的搅拌机产生的流型也各不相同。 图4 搅拌器在容器内的安装方式 (a) 垂直偏心式 (b) 底插式 (c) 侧插式 (d) 斜插式 (e) 卧式 挡板与导流筒 (1) 挡板 目的——消除打漩和提高混合效果。 物料粘度小，搅拌转速高，液体随桨叶旋转，在离心力作用下涌向内壁面并上升，中心部分液面下降，形成漩涡，称为打漩区。 打漩—— 后果 随转速增加，漩涡中心下凹到与桨叶接触，外面空气进 入桨叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低。 一般在容器内壁面均匀安装4块挡板 宽度为容器直径的1/12～1/10。 全挡板条件 当再增加挡板数和挡板宽度，而功率消耗不再增加 时，称为全挡板条件。 全挡板条件与挡板数量和宽度有关。 搅拌容器中的传热蛇管可部分或 全部代替挡板，装有垂直换热管 时一般可不再安装挡板。 图5 挡板 (2) 导流筒 作用——上下开口圆筒，安装于容器内，在搅拌 混合中起导流作用。 涡轮式或桨式搅拌器 导流筒置于桨叶的上方 (b)推进式搅拌器