液體攪拌相關(guān)知識
一、液體攪拌的作用
在化工生產(chǎn)中,除了需要輸送液體的機械外,還需要迫使液體在容器內(nèi)部流動,以促使其中的各組分相互分散混合的機械。這種機械稱為攪拌器,而且攪拌器把能量加給液體迫使其流動的操作稱為液體的攪拌。
液體攪拌的作用,大致有以下三方面:
1、強化物質(zhì)的傳遞,增加化學(xué)反應(yīng)速度。攪拌可以使液體物料互相摻和,充分接觸,從而提高傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率。
2、強化傳熱過程,防止局部過熱或過冷現(xiàn)場的產(chǎn)生。
3、有效地制備混合物。攪拌可以使兩種或多種的互溶液體組成混合液,也可以使不互溶的液體達(dá)到混合均勻,也可以使液體和固體顆粒制成懸浮液和乳濁液。
二、液體攪拌器
液體攪拌器的類型有多種,這里介紹其中的機械攪拌器和氣流攪拌器。
1、機械攪拌器
機械攪拌器一般由一根在電機帶動下的中心軸(攪拌軸)和安裝在軸上的推動器(葉輪)組成。由于推動器型式很多,攪拌器的類型也就多。
1)旋槳式攪拌器
其結(jié)果類似于飛機的螺旋槳,由2~3片推進(jìn)式螺旋槳葉固定在轉(zhuǎn)軸上而制成的。旋槳葉直徑一般為容器的1/2.5~1/4,轉(zhuǎn)速每分鐘在數(shù)百轉(zhuǎn)至上千轉(zhuǎn)之間,葉片端部線速度可達(dá)5~15m/s,適用于低粘度液體的攪拌。
旋槳式攪拌器造成的湍動程度不高,但循環(huán)量大,特別適用于要求容器上下均勻的場合。其缺點是由于切向分速度的影響,液體在容器內(nèi)做圓周運動,各層之間無相對運動,不能實現(xiàn)有效的分散。而當(dāng)液體中有固體顆粒時,它將被拋向器壁并沉到釜底,起到與分散相反的作用。另外在離心力的作用下,液體表面出現(xiàn)下凹現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速越高,越嚴(yán)重,以致有可能使槳葉中心部分暴露在空氣中,將空氣卷入,破壞正常操作。
2)渦輪式攪拌器
由若干個輪片構(gòu)成的渦輪安裝在軸上而組成的攪拌器。渦輪式攪拌器通常由六片槳葉組成,槳葉可以做成四種類型。葉輪直徑一般為容器直徑的1/3~1/2,轉(zhuǎn)速較高,端部的圓周速度可達(dá)3~8m/s。
渦輪式攪拌器的分散作用比旋槳式要好,適用于低粘度和中粘度,并要求微觀均勻的攪拌過程。但由于釜內(nèi)有兩個回路,對易于分層的物料不大適用。
3)槳式攪拌器
由2~4片板狀槳葉用螺栓固定在軸上組成的。槳式攪拌器的尺寸較大,其直徑為容器直徑的1/2~4/5,但轉(zhuǎn)速低,葉片端部的線速為1.5~3m/s。當(dāng)釜內(nèi)液面較高時,可以攪拌軸上水平安裝幾排槳葉,以增強攪拌效果。
4)錨式和框式攪拌器
這類攪拌器和上述三類攪拌器有明顯差別,即上訴三類攪拌器的直徑均比釜徑小得多,而錨式和框式攪拌器的直徑和釜徑非常接近,其間距只有25~50mm。錨式和框式攪拌器的結(jié)構(gòu),是由槳式攪拌器演變而來的,其外緣形狀與釜底內(nèi)壁形狀一樣。其轉(zhuǎn)速很低,15~80r/min。它基本上不產(chǎn)生軸向流,但攪拌范圍很大,不會形成四區(qū),主要用于粘度大,有沉淀物的場合。
2、氣流攪拌器
氣流攪拌器很簡單,壓縮空氣或蒸汽由管路送入液層底部,在液體內(nèi)部產(chǎn)生鼓泡作用以達(dá)到攪拌的目的。被攪拌的物料與空氣、水蒸氣不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氣流攪拌的設(shè)備簡單,但能力消化常大于機械攪拌。
三、強化液體攪拌的措施
強化攪拌就是人為采取措施改變流動狀況,使攪拌效果得到改善。通常采用以下兩種方法。
1、裝設(shè)擋板
在器壁上垂直安裝四塊條形擋板,擋板寬度通常為容器直徑的1/12~1/10。它有效地抑制液體的旋流,使自由表面下凹的現(xiàn)象大大減少,而且液流在擋板后形成漩渦,增大了液流的湍動程度。
若容器中有溫度計管和換熱管,在一定程度上也起到擋板的作用。
2、裝設(shè)導(dǎo)流管
在攪拌器周圍無固體邊界的情況下,也可沿各種方向回流到攪拌器入口,行程長短不一。在容器內(nèi)裝一上下直通的圓通——導(dǎo)流管之后,情況就發(fā)生了改變。液體受到導(dǎo)流管的作用被迫上下流動,消除了液流短路現(xiàn)象,大大提高了整體的湍動程度,強化了攪拌效果。
(本文內(nèi)容源自網(wǎng)絡(luò)資料,供參考交流,有關(guān)產(chǎn)品的具體問題,可致電15995049000咨詢)
【相關(guān)技術(shù)知識】