搅拌器及其选型.pdf

小直径高转速搅拌机的选型及使用 目前在SW 中国的几个工厂使用最多的搅拌设备是小直径高转速搅拌 机。其中尤其以涡轮式搅拌器（齿式叶片）为主，推进式搅拌器 （桨状叶 片）为辅，其他形式的叶片就更少了。现仅以前二种搅拌机为例，互相学 习探讨一下相关的问题。 一、搅拌 搅拌是使釜（或槽）内物料形成某种特定方式的运动（通常为循环流 动）。 搅拌注重的是釜内物料的运动方式和剧烈程度，以及这种运动状况对于给 定过程的适应性。 二．小直径高转速搅拌机 1.种类： （1）。推进式搅拌器 （2 ）。涡轮式搅拌器 (1)推进式搅拌器（旋桨式搅拌器） 其叶轮直径较小，通常仅为釜直径的0.2~0.5倍，但转速较高，可达 100~500r/min。 叶片端部的圆周速度较大，可达5~15m/s。 工作原理： 工作时，推进式搅拌器如同一台无外壳的轴流泵，高速旋转的叶轮使液体作 轴向和切向运动。 液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动，流至釜底时再沿釜壁折回，并重 新返回旋桨入口，从而形成如图3-3所示的总体循环流动，起到混合液体的作 用。 液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动，这种圆周运动使釜中心处的 液面下凹，釜壁处的液面上升，从而使釜的有效容积减小。 下凹严重时桨 叶的中心甚至会吸入空气，便搅拌效果急剧下降。 当釜内物料为液-液或液- 固多相体系时，圆周运动还会使物料出现分层现象， 起着与混合相反的作用，故应采取措施抑制釜内物料的圆周运动。 推进式搅拌器的特点是液体循环量较大，但产生的湍动程度不高，常用于 低黏度( 2Pa·s)液体的反应、混合、传热以及固液比较小的溶解和悬浮等 过程。 (2)涡轮式搅拌器 （齿状叶片为例） 该搅拌器有多种型式。大部分盘状叶片都属此类（如齿状叶片） 其叶轮直径亦较小，通常也仅为釜径的0.2~0.5 倍，转速可达10 ~ 500 r/min， 叶端圆周速度可达4~ 10m/s 。 工作原理 工作时，涡轮式搅拌器如同一台无外壳的离心泵，高速旋转的叶轮使釜内液 体产生切向和径向运动。 沿叶轮半径方向高速流出的液体推动釜内液体流向釜壁，遇阻后分别形成 上、下两条回路重新流回搅拌器入口，从而形成如图3-5 所示的总体循环 流动。流出液体切向分速度会使釜内液体产生圆周运动，应采取措施予以 抑制。 与推进式搅拌器相比，此类搅拌器所产生的总体循环流动的回路更为曲折， 且由于出口流速较高，因而叶端附近的液体湍动更为强烈，从而产生较大 的剪切力。 涡轮式搅拌器不仅能产生较大的液体循环量，而且可对桨叶外缘附近的液体 产生较强的剪切作用，常用于黏度小于50Pa·s的液体的反应、混合、传热以 及固体在液体中的溶解、悬浮和气体分散等过程。 但对于易分层物料，如含有较重颗粒的悬浮液，此类搅拌器则不适用。 三、搅拌过程的强化 1、提高搅拌器的转速 2、打旋现象及其消除 1、提高搅拌器的转速 对于特定的搅拌器，叶轮旋转所产生的压头与转速的平方成正比，因此适 当提高转速可提高叶轮旋转所产生的压头，亦即可向液体提供更多的能量， 从而提高搅拌效果。（但是，对于变频调速的搅拌机，在工频50Hz 以下， 随着转速的增加，转矩不变，电机的输出功率会增加，对应电流会增大； 对于在工频50Hz 以上运行时，随着转速的增加，电机的输出功率不变， 转矩减少，会出现堵车烧毁马达的现象。特别需要注意的是，对于一般的 防爆电机长时间在低转速下运转，会由于马达自身散热不良而使得定子绝 缘下降从而影响电机的使用寿命）； 2 、打旋现象及其消除 (1)打旋现象 (2)打旋现象对搅拌的影响 (3)打旋现象的消除方法 (1)打旋现象 （简单的可以理解为液体只沿着容器内壁做打转，做圆周运动） 若搅拌器安装于釜的中心，且釜内壁光滑并无其他构件，则旋转的叶轮可使 排出的液体具有一定的切向分速度，从而产生圆周运动。 若液体为低黏度液体，且叶轮转速足够高，则液体会在离心力的作用下涌向 釜壁，并沿釜壁上升，而釜中心处的液面将下凹，结果形成了一个漏斗形的 旋涡，且叶轮的转速越大，旋涡的下凹深度就越深，这种现象称为打旋。 (2)打旋现象对搅拌的影响 在搅拌操作中，若发生打旋现象，搅拌效果就会急剧下降。 打旋严重时，甚至会使全部液体仅随叶轮旋转，而各层液体之间几乎不发生 轴向混合。 对于固-液悬浮体系，打旋还会促进体系产生