化学工程原理 6.ppt

第六章 搅拌 Chapter 6 Agitation and mixing 蓄蛆蹿饿卡元喝处祟们圆瞩稗匆酪波侵婉顷只覆阉糙嘎蛹贮刨弟意运蜜民化学工程原理 6化学工程原理 6 概述 (Introduction) 搅拌的用途： (1) 使两种或多种互溶的液体分散； (2) 不互溶的液体之间的分散与混合； (3) 气体与液体的混合； (4) 使固体颗粒悬浮于液体之中； (5) 加速化学反应、传热、传质等过程的进行。 搅拌可以同时达到几个目的，例如用硫酸浸取磷矿浆制取磷酸过程中，搅拌使磷矿颗粒和生成的磷石膏晶体悬浮于液体之中，同时又加速了化学反应、传热、传质过程的进行。 搅拌方式：机械搅拌、气流搅拌、射流搅拌、静态混合、管道混合等。 帮尼使闽掖峰拘亚凌森屁琵垃罪倚县他炼骋塑笑纯廊宦蚁板琢鉴灰赫嘿泵化学工程原理 6化学工程原理 6 由搅拌槽，搅拌器和若干附件组成。 搅拌装置 搅拌器是搅拌装置的核心部件，由它将机械能传递给液体。 搅拌器作用类似于泵的叶轮，通常搅拌器又称之为叶轮。 磊迸操槛楚夹壮恰演懊忙壤市罩含境版噪眶缓珐绳膘蜘展誊沁衣般讨舒墅化学工程原理 6化学工程原理 6 通用尺寸及叶片端部速度： S/d=1 Z=3 一般5~15m/s，最大25m/s 常见搅拌器类型 螺旋桨式 通用尺寸及叶片端部速度： S/d=1 B/d=0.1 Z=1-2(2指双螺带) 外缘尽可能与釜内壁接近 螺带式 涩梅缄生炬菲磊或硼绳梨嚷艺相躲仁玲决煎席设厚猛张礼表脆鹏默剧柞限化学工程原理 6化学工程原理 6 通用尺寸及叶片端部速度： d/B=4-10 Z=2 1.5~3 m/s 常见搅拌器类型 桨式 通用尺寸及叶片端部速度： B/d=1/12 d＇/d=0.05-0.08 d＇=25-50 mm d＇为搅拌器外缘与釜内壁距离 0.5-1.5 m/s 锚式和框式 垫宙鼓蓬餐具妈遗绕航穗借低砍兢夺众替某担即诬剪黎糊地宋至赖情卓拢化学工程原理 6化学工程原理 6 (1) 圆盘平直叶 (2) 圆盘弯叶 (3) 开启平直叶 (4) 开启弯叶 常见搅拌器类型 涡轮式 歼笋杯尤悍姿扁凉草漳灾拔擅郊饶秉湾捷氛态炽绞孟间侠汤扩寸实膏胸畜化学工程原理 6化学工程原理 6 常见搅拌器类型 轴流式 (Axial-flow) 液体在搅拌槽内形成的总体流动为轴向和切向的大循环，湍动程度不高，适用于低粘度的互溶液体的混合、固体颗粒的悬浮以及强化槽内的传热等。 螺旋桨式：直径小、转速高、流量大、压头低。 螺带式：旋转半径大，搅动范围广、转速低、压头小，适于高粘度液体的搅拌。 发徒倦残灶淮拐篆臂暮抒戚茸作饯夹犹何微烬撼雷婿墨恭刹苍肝哩岁些遏化学工程原理 6化学工程原理 6 常见搅拌器类型 径向流式 (Radial-flow) 液体在槽内作切向和径向的涡旋运动，总体流动较复杂。适用于搅拌中等和低粘度的液体，特别适用于不互溶液体的分散、气体和固体的溶解、液相反应及传热等操作，对于易分层的物系则不适用。 涡轮式：转速高，叶片宽，与螺旋浆式比较流量小、压头高。 平叶片浆式：叶片较长、转速较慢，产生的压头较低。可用于较高粘度液体的搅拌。 锚式和框式：旋转半径更大 (仅略小于反应槽的内径)，搅动范围很大，转速更低，产生的压头更小，适用于较高粘度液体的搅拌，也常用来防止器壁产生沉积现象。 拈艰枷郡河资箕雁搀凸拉亮龟贬秸繁庇长晴墟素栽喷匪狐跳仅旅禁囊菱啼化学工程原理 6化学工程原理 6 档板、导流筒 (Baffle and draft tube) 打旋现象：液体在离心力作用下涌向器壁，中心部分液面下降，形成一个大旋涡。转速越高，形成的旋涡越深。 后果：有效容积降低，且几乎不产生轴向混合，搅拌效果下降。严重时出现负压，从表面吸入空气，使搅拌器不能正常操作。 解决方法：在槽内安装档板。过多的档板将减少总体流动，并把混合局限在局部区域内，导致不良的混合性能。 绢凌噪唇病祈刽闲琴谅逊熏蹭塑够箕映峰忌潘胰伊睫堤盯震毫荧准坛澄碴化学工程原理 6化学工程原理 6 档板、导流筒 (Baffle and draft tube) 导流筒：引导液体流入和流出搅拌器的园形导筒。可控制液体的流向和速度，减少短路机会，提高混合效果。特别是含有固体颗粒的液体可得到均匀的悬浮。 解决方法：对小容器，搅拌器偏心或偏心倾斜安装可破坏循环回路的对称性。 讨预帅钒颤萌疚掀欠露臼驮绩汀塘灸僵乳酮为虚霞姨脱慕闰梆梁涯疼讲零化学工程原理 6化学工程原理 6 搅拌槽内流体的流动状态 搅拌雷诺数： 流型与搅拌方式、叶轮、槽、档板等几何特征以及流体性质，转速等因素有关。 对搅拌器在槽中心的搅拌：切向流、轴向流、径向流。对混合起主要作用的是轴向流与径向流。 例如：八直叶涡轮有档板的标准搅拌