這是混合攪拌設(shè)備ppt，包括了攪拌器的主要用途，攪拌反應(yīng)器應(yīng)具有的要求，高粘度體系，攪拌器的功能，攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀況等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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RnI紅軟基地
第五章 攪拌聚合釜內(nèi)RnI紅軟基地
       流體的流動(dòng)與混合RnI紅軟基地
機(jī)械攪拌反應(yīng)器RnI紅軟基地
攪拌器的主要用途： RnI紅軟基地
    混合：使兩種或多種互溶或不互溶液體技工藝要求    混合均勻，如溶液、懸浮液、乳化等的配制。 RnI紅軟基地
    攪拌：使物料強(qiáng)烈地流動(dòng)，以提高傳熱、傳質(zhì)速率 RnI紅軟基地
    懸�。菏剐」腆w顆粒在液體中均勻懸浮、防止沉降等。以達(dá)到加速溶解、 RnI紅軟基地
    分散：則使氣體、液體在流體中充分分散成細(xì)小的氣泡或液滴，增加接觸面，促進(jìn)傳質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)，并滿足聚合物對粒度的要求。RnI紅軟基地
攪拌反應(yīng)器應(yīng)具有的要求：RnI紅軟基地
    (1)推動(dòng)液體流動(dòng)，混勻物料。 RnI紅軟基地
    (2)產(chǎn)生剪切力，分散物料，并使之懸浮。 RnI紅軟基地
    (3)增加流體的湍動(dòng)，以提高傳熱速率。 RnI紅軟基地
　(4)在高粘體系，可以更新表面，促使低分子物排除。RnI紅軟基地
    (5)加速物料的分散和合并，增大物質(zhì)的傳遞速率。RnI紅軟基地
由于體系的粘度很大，攪拌轉(zhuǎn)速低，物料處于層流狀態(tài)，不可能有明顯的局部剪切作用。控制因素是容積循環(huán)速率及低轉(zhuǎn)速。 RnI紅軟基地
        由于體系的粘度大，靠單一的徑向流和軸向流動(dòng)已不能適應(yīng)混合的需要，此時(shí)需要有較大的面積推動(dòng)力。隨著粘度的增大可依次選用下列攪拌器。 RnI紅軟基地
     推進(jìn)式、錨式、螺桿、螺帶、特殊型高粘度攪拌器。RnI紅軟基地
第二節(jié) 攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀況RnI紅軟基地
宏觀狀況流動(dòng)也稱為宏觀流動(dòng)，而微觀狀況流動(dòng)則稱為微觀流動(dòng)。 RnI紅軟基地
宏觀流動(dòng)是指流體以大尺寸(凝集流體、氣泡、液滴)在大范圍(整個(gè)釜內(nèi)空間)流動(dòng)狀況，所以也稱循環(huán)流動(dòng)。RnI紅軟基地
  循環(huán)流動(dòng)存在三種典型的流況，徑向流動(dòng)、軸向流動(dòng)、切線流動(dòng)RnI紅軟基地
微觀流動(dòng)是指流體以小尺寸(小氣泡、液滴分散成更小的液滴)在小范圍(氣泡、液滴大小的空間)中的湍動(dòng)狀況。RnI紅軟基地
      微觀流動(dòng)是由于攪拌槳的剪切作用而引起的局部混合作用，它促使氣泡、液滴的細(xì)微化最后由于分子擴(kuò)散達(dá)到微觀混合。RnI紅軟基地
      微觀流動(dòng)的作用促使局部混合及異相表面更新，對促進(jìn)傳熱、傳質(zhì)、分散微粒也有利。在攪拌槳葉葉端附近及擋板處是微觀流動(dòng)作用最強(qiáng)烈處。微觀流動(dòng)也稱剪切流動(dòng)，它促使液體細(xì)微化達(dá)到分散作用。RnI紅軟基地
攪拌雷諾數(shù)與流態(tài) RnI紅軟基地
在攪拌釜內(nèi)，常以槳葉的端速ND作為定性速度，所以攪拌雷諾數(shù)定義為：RnI紅軟基地
攪拌雷諾數(shù)不僅決定攪拌釜內(nèi)流體流動(dòng)的 流態(tài)(層流、過渡流、湍流)，而且對攪拌器的特性和行為也有決定性作用。RnI紅軟基地
A區(qū)間(NRe＜10)  液體僅在槳葉附近呈滯流旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，槳葉無液體吐出，釜內(nèi)的其余部分為液體停滯區(qū)(即死角)。 RnI紅軟基地
B區(qū)間(NRe～l0)  當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)數(shù)十時(shí)，自槳葉端開始有吐出流產(chǎn)生，并引起整個(gè)釜內(nèi)流體的上下循環(huán)流動(dòng)(可能尚存在四周死角)，此時(shí)處于層流。RnI紅軟基地
C區(qū)間(NRe l00～1000)  此時(shí)處于過渡流態(tài)，即在槳葉周圍液體為湍流狀態(tài)，上下循環(huán)流動(dòng)為滯流，隨雷諾數(shù)增大，其湍動(dòng)程度增大。 RnI紅軟基地
D區(qū)間(NRe＞1000)  整個(gè)釜內(nèi)的上下循環(huán)流動(dòng)都處于湍流狀態(tài)。 無擋板時(shí)會(huì)引起旋渦， 有擋板時(shí)整釜會(huì)處于湍流狀態(tài)。 當(dāng)槳葉直徑D與釜徑T之比D／T＜0.1時(shí)，釜內(nèi)流體雖為湍流狀態(tài)，但上下循環(huán)流不會(huì)遍及整個(gè)釜內(nèi)，易出現(xiàn)死角。RnI紅軟基地
攪拌槳葉的動(dòng)力特性、循環(huán)特性、混合特性，分別用無因次準(zhǔn)數(shù)表示。RnI紅軟基地
擋板與導(dǎo)流筒 RnI紅軟基地
  1．擋板RnI紅軟基地
   當(dāng)流體粘度不大，攪拌轉(zhuǎn)速較高，而且槳葉放在釜的中心線時(shí)，液體將隨著槳葉旋轉(zhuǎn)的方向循著釜壁滑動(dòng)，釜內(nèi)液體在離心力作用下涌向釜壁，使液面沿襲壁上升，中心部分的液面下降，形成一個(gè)漩渦，通常稱打漩現(xiàn)象。RnI紅軟基地
打漩現(xiàn)象消除措施： RnI紅軟基地
    a.攪拌軸偏心安裝時(shí)，能減弱游渦，提 高軸向循環(huán)速率; RnI紅軟基地
    b.在釜內(nèi)安裝擋板可有效的消除游渦RnI紅軟基地
◆ 擋板RnI紅軟基地
          擋板的作用是避免旋RnI紅軟基地
   渦現(xiàn)象，增大被攪拌液體RnI紅軟基地
   的湍流程度，將切向流動(dòng)RnI紅軟基地
   變?yōu)檩S向和徑向流動(dòng)，強(qiáng)RnI紅軟基地
   化反應(yīng)器內(nèi)液體的對流和RnI紅軟基地
   擴(kuò)散，改善攪拌效果。RnI紅軟基地
2．導(dǎo)流筒 RnI紅軟基地
       設(shè)置導(dǎo)流筒，既可提高釜內(nèi)流體的攪拌程度，加強(qiáng)槳葉對流體的直接剪切作用，同時(shí)又造成一定的循環(huán)流型，使釜內(nèi)所有物料均可通過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)，提高混合效率。另外由于限定了循環(huán)路徑，減少了短路機(jī)會(huì)。RnI紅軟基地
● 導(dǎo)流筒的作用RnI紅軟基地
             導(dǎo)流筒作用---提高混合效率RnI紅軟基地
           一方面提高了對液體的攪拌程度，加強(qiáng)了攪拌器對液體的直接機(jī)械剪切作用；另一方面由于限定了液體的循環(huán)路徑，確立了充分循環(huán)的流型，使器內(nèi)所有物料均能通過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)，減少了走短路的機(jī)會(huì)。RnI紅軟基地
     ● 導(dǎo)流筒的組成RnI紅軟基地
           導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于推進(jìn)式和渦輪式攪拌器。RnI紅軟基地
第三節(jié) 攪拌器的構(gòu)形及選擇攪拌器的構(gòu)形 RnI紅軟基地
     攪拌器是實(shí)現(xiàn)攪拌操作的設(shè)備總稱，從不同角度，可有不同的分類方法。 RnI紅軟基地
  1．按槳葉構(gòu)形可分為槳式、渦輪式、推進(jìn)式、螺桿(螺軸)和螺帶式等； RnI紅軟基地
  2．按物料流動(dòng)的流況，可分為徑向流動(dòng)和軸向流動(dòng)； RnI紅軟基地
  3．按攪拌任務(wù)，又可分為液體混合或乳化、固體顆粒懸浮、氣—掖接觸、化學(xué)反應(yīng)、傳熱等。RnI紅軟基地
槳式攪拌器RnI紅軟基地
   由槳葉、鍵、軸環(huán)、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低，一般為20～80r／min。槳式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di/3～2/3，槳葉不宜過長，當(dāng)反應(yīng)釜直徑很大時(shí)采用兩個(gè)或多個(gè)槳葉。RnI紅軟基地
   槳式攪拌器適用于RnI紅軟基地
流動(dòng)性大、粘度小的RnI紅軟基地
液體物料，也適用于RnI紅軟基地
纖維狀和結(jié)晶狀的溶RnI紅軟基地
解液，物料層很深時(shí)RnI紅軟基地
可在軸上裝置數(shù)排槳RnI紅軟基地
葉。RnI紅軟基地
渦輪式攪拌器RnI紅軟基地
渦輪式攪拌器分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器；按照葉輪又可分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大，300～600r／min。RnI紅軟基地
渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)，攪拌效率較高，攪拌產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。RnI紅軟基地
推進(jìn)式攪拌器RnI紅軟基地
     推進(jìn)式攪拌器，攪拌時(shí)能使物料在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，所起作用以容積循環(huán)為主，剪切作用較小，上下翻騰效果良好。當(dāng)需要有更大的流速時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒。RnI紅軟基地
     推進(jìn)式攪拌器直徑約取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di的1/4～1/3，300～600r／min，攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。RnI紅軟基地
框式和錨式攪拌器RnI紅軟基地
    框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形，其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，攪動(dòng)物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相似時(shí)，通常稱為錨式攪拌器。RnI紅軟基地
   框式攪拌器直徑較大，一般取反應(yīng)器內(nèi)徑的2/3～9/10，50～70r／min。框式攪拌器與釜壁間隙較小，有利于傳熱過程的進(jìn)行，快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，攪拌器葉片所帶動(dòng)的液體把靜止層從反應(yīng)釜壁上帶下來；慢速旋轉(zhuǎn)時(shí)，有刮板的攪拌器能產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌。RnI紅軟基地
二、攪拌器的選用 RnI紅軟基地
  攪拌器選用應(yīng)滿足下列要求： RnI紅軟基地
(1)保證物料的混合， RnI紅軟基地
(2)消耗最少的功率， RnI紅軟基地
(3)所需費(fèi)用最低， RnI紅軟基地
(4)操作方便，易于制造和維修。RnI紅軟基地
選用攪拌器時(shí)一般考慮方法為： RnI紅軟基地
　　(1)假如生產(chǎn)上對攪拌沒有特殊要求，則可參照生產(chǎn)時(shí)所使用的類似攪拌器經(jīng)驗(yàn)地—選定。 RnI紅軟基地
　　(2)當(dāng)生產(chǎn)過程對攪拌有嚴(yán)格的要求，且又無類似過程的攪拌型式可供參考，則應(yīng)對設(shè)備，工藝過程的操作類別，攪拌的要求及經(jīng)濟(jì)性作全面的分析評價(jià)，找到操作的主要控制因素，然后選擇相適應(yīng)的攪拌器型式。 RnI紅軟基地
　　(3)對于過程開發(fā)或生產(chǎn)規(guī)模很大的工程，比較精確可靠的方法是在一定的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，研究出最佳的攪拌器槳葉形式、尺寸及操作條件，再用相似模擬放大方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。RnI紅軟基地
選用攪拌器原則： RnI紅軟基地
  1．均相液體的混合 RnI紅軟基地
        均相液體的混合，主要控制因素是容積循環(huán)速率假如對達(dá)到完全混合的時(shí)間沒有嚴(yán)格要求，任何一般類型的攪拌器都可選用，當(dāng)然，槳式攪拌器因結(jié)構(gòu)簡單可優(yōu)先予以考慮，但其混合效率稍差，如果要求快速混合，則可選用推進(jìn)式或渦輪式。RnI紅軟基地
2．非均相液體的混合(分散操作) RnI紅軟基地
       混合的目的主要是使互不相溶的濃體能良好地分散。為保證液體能分散成細(xì)滴，要求攪拌器有較大的剪切力；為保證液滴在釜內(nèi)均勻地分散，要求有較大的容積循環(huán)速率；所以非均相液體混合的主要控制因素是液滴的大小(分散度)及容積循環(huán)速率。RnI紅軟基地
3. 固體懸浮 RnI紅軟基地
       保證團(tuán)體顆粒均勻分散和不沉降的主要控制因素是容積循環(huán)速率及湍流強(qiáng)度。根據(jù)團(tuán)體顆粒的性質(zhì)及含固量選用攪拌器。 RnI紅軟基地
4．氣體吸收及氣液相反應(yīng) RnI紅軟基地
       這類操作主要保證氣體進(jìn)入液體后被打散，進(jìn)而能分散成更小的氣泡并能使氣泡均勻地分散，故控制因素是局部剪切作用、容積循環(huán)速率及高轉(zhuǎn)速。RnI紅軟基地
5．高粘度體系 RnI紅軟基地
       由于體系的粘度很大，攪拌轉(zhuǎn)速低，物料處于層流狀態(tài)，不可能有明顯的局部剪切作用�？刂埔蛩厥侨莘e循環(huán)速率及低轉(zhuǎn)速。 由于體系的粘度大，靠單一的徑向流和軸向流動(dòng)已不能適應(yīng)混合的需要，此時(shí)需要有較大的面積推動(dòng)力。RnI紅軟基地
攪拌器的選型RnI紅軟基地
    主要根據(jù)物料性質(zhì)、攪拌目的及各種攪拌器的性能特征來進(jìn)行。RnI紅軟基地
按物料粘度選型RnI紅軟基地
    對于低粘度液體，應(yīng)選用小直徑、高轉(zhuǎn)速攪拌器，如推進(jìn)式、渦輪式；RnI紅軟基地
    對于高粘度液體，就選用大直徑、低轉(zhuǎn)速攪拌器，如錨式、框式和槳式。RnI紅軟基地
按攪拌目的選型RnI紅軟基地
（1）對低粘度均相液體混合，主要考慮循環(huán)流量，各種攪拌器的循環(huán)流量按從大到小順序排列：推進(jìn)式、渦輪式、槳式。RnI紅軟基地
（2）對于非均相液-液分散過程，首先考慮剪切作用，同時(shí)要求有較大的循環(huán)流量，各種攪拌器的剪切作用按從大到小的順序排列：渦輪式、推進(jìn)式、槳式。RnI紅軟基地

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