
关于搅拌器选择与应用的知识指南
了解流体属性是选择搅拌器的首要任务。流体粘度是描述其流动阻抗能力的一项关键指标。简而言之,当液体以1cm/s的速度流动时,每1平方厘米平面上所需的剪应力大小,即为动力粘度,其单位为Pa·s。流体的粘度可分为低、中、高及特高粘度流体等不同类别。
搅拌器的分类方式多样,依据流体的流动形态,可分为径向流、轴向流及混合流搅拌器。根据结构,则有折叶、螺旋面叶及平叶等不同类型。而根据搅拌用途,则分为适用于高粘流体和低粘流体的搅拌桨。
在搅拌反应设备中,常用的搅拌桨包括桨式、推进式、涡轮式、锚式及框式等,据统计,这些搅拌桨约占总数量的75%至80%。
桨式搅拌桨
桨式搅拌桨结构简洁,其叶片通常由扁钢制成,并通过螺栓或焊接固定在轮毂上。一般有2、3或4片叶片,分为平直叶式和折叶式两种。它主要用于固-液体系中的防止固体沉降,以及液-液体系中的温度均一化。在高粘度流体搅拌中,它可以替代价格较高的螺带式叶轮,有效促进流体的上下交换。其转速通常在20至100rpm/min之间。
推进式搅拌桨
推进式搅拌桨适用于低粘度流体,其标准设计具有三瓣叶片,且桨直径与螺距相等。通过特定的流动路径设计,它能在容器内形成轴向流动,即使在不产生强烈涡流的情况下也能实现大流量循环。其结构简单,制造方便,适用于流量大、粘度低的场合。
涡轮式搅拌桨
涡轮式搅拌桨是应用广泛的搅拌器之一,几乎适用于所有搅拌操作和较广粘度范围的流体。它分为盘式和开式两种,可有效完成液-固悬浮、液-液分散以及促进传质、传热和化学反应等过程。
锚式和框式搅拌桨
锚式搅拌桨结构简单,适用于粘度低于100Pa·s的流体中搅拌。当流体粘度在10至100Pa·s时,为增强混合效果可在锚式桨中间加入横梁形成框式搅拌器。它们主要用于对混合要求不高的场合,并因其特殊的结构设计而在容器壁附近产生较高的流速和大的表面传热系数。
搅拌桨的选择要点
在选择搅拌桨时,需综合考虑流体的粘度、搅拌目的以及容器容积等因素。选型不仅要考虑搅拌效果和动力消耗,还要兼顾经济性、安全性以及操作和维护的便利性。对于不同的搅拌要求,可能存在多种形式的搅拌桨适用,而不同的搅拌过程也可能使用同一种搅拌器。没有绝对的好与坏,而是需要综合考虑多种因素来做出最佳选择。
