攪拌器使液體、氣體介質強迫對流并均勻混合的器件。 攪拌器的類型、尺寸及轉速,對攪拌功率在總體流動和湍流脈動之間的分配都有影響。一般說來,渦輪式攪拌器的功率分配對湍流脈動有利,而旋槳式攪拌器對總體流動有利。對于同一類型的攪拌器來說,在功率消耗相同的條件下,大直徑、低轉速的攪拌器,功率主要消耗于總體流動,有利于宏觀混合。小直徑、高轉速的攪拌器,功率主要消耗于湍流脈動,有利于微觀混合。攪拌器的放大是與工藝過程有關的復雜問題,至今只能通過逐級經驗放大,根據取得的放大判據,外推至工業規模。
攪拌功率
攪拌器向液體輸出的功率P,按下式計算:
P=Kd5N3ρ式中K為功率準數,它是攪拌雷諾數Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函數;d和N分別為攪拌器的直徑和轉速;ρ和μ分別為混合液的密度和粘度。對于 幾何結構的攪拌器和攪拌槽,K與Rej的函數關系可由實驗測定,將這函數關系繪成曲線,稱為功率曲線(圖7)。
攪拌功率的基本計算方法
理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業功率兩個方面考慮,但在實踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率,因攪拌作業功率很難予以準確測定,一般通過設定攪拌器的轉速來滿足達到所需的攪拌作業功率。從攪拌器功率的概念出發,影響攪拌功率的主要因素如下。
1、攪拌介質的物性,如各介質的密度、液相介質黏度、固體顆粒大小、氣體介質通氣率等。
2、攪拌槽的結構參數,如攪拌槽內徑和高度、有無擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。
3、 攪拌器的結構和運行參數,如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。
由以上分析可見,影響攪拌功率的因素是很復雜的,一般難以直接通過理論分析方法來攪拌功率的計算方程。因此,借助于實驗方法,再結合理論分析,是求得攪拌功率計算公式的惟一途徑。
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