攪拌器中的流型流場介紹

攪拌器內的流型取決于攪拌方式，攪拌器、釜、擋板等的幾何特征，流體性質以及轉速等因素。在一般情況下，攪拌軸安裝在釜中心時，攪拌將產生三種基本流型：1.切向流；2.軸向流；3.徑向流。上述三種基本流型，通常可能同時存在。其中，軸向流與徑向流對混合起主要作用，而切向流應加以抑制，可通過加入擋板削弱切向流，以增強軸向流與徑向流。

在無擋板的攪拌容器中，攪拌器偏心安裝可以獲得較好的攪拌效果。而在大型油釜中，若采用攪拌器側面插入安裝方式，通常可獲得較好的釜內整體循環(huán)。該場合若采用側面射流混合方式，也可得到相似的混合效果。

攪拌器內進行的是三維流動，且流動具有隨機性，因而其流動狀況非常復雜：對這種流動的研究方法有兩種，即試驗測量方法與數(shù)值模擬法。

流場的測量通常采用畢托管法、熱線流速計法、照相法、激光多普測速儀法和圖像分析法等測速技術，可測出攪拌器內任意點的時均速度與脈動速度。然后以描述湍 流的雷諾方程為基礎，加上不同的方程封閉假定與過程的簡化假定，求解雷諾方程。可從理論上計算攪拌釜內各點的速度：對釜內各點的時均速度與脈動速度數(shù)據(jù)加以處理，可獲得攪拌釜內的流型、速度分布、剪切速率分布、能耗速率分布等重要的流體力學特征量：

流場數(shù)值模擬測量攪拌器內的流場的試驗裝置一般都很昂貴，且流場的測量是相當費時的，故對于攪拌器往往只能實驗地獲得局部流場信息。近年來，隨著計算機技術 的進步，用計算流體力學的方法對攪拌器內流場進行數(shù)值模擬的研究越來越多，從高黏層藏到低黏湍流，從兩維流場到三維流場都開展了大量研究計算。目前，已能對簡單的攪拌器和流變行為簡單的液體所形成的流動場，用計算機進行模擬。

如何通過攪拌器攪拌高黏流體

工業(yè)生產中高黏度流體的使用日漸增多，防腐攪拌器，許多高分子聚合物都是高黏度流體，陽江攪拌器，它們很多又是非牛頓流體，在攪拌器的攪拌過程中黏度還會發(fā)生變化，因而對攪拌器的要求就更高，同時，也要求攪拌器能夠適應黏度的變化而完成攪拌操作。

高黏流體的攪拌常泛指互溶的高黏度液體間的混合。但高黏流體攪拌在工業(yè)中也有分散、固體溶解、化學反應等多種非均相操作。

攪拌器工作時，用攪拌器對低黏度互溶液造成湍流并不困難，但黏度達到較高水平后，由于黏滯力的影響，就只能出現(xiàn)層流狀態(tài)。尤其困難的是，這種層流也只能出現(xiàn)在攪拌器的附近，離槳葉稍遠些地方的高黏度液體仍是靜止的。這樣就很難造成液體在攪拌器內的循環(huán)流動，即在器內會有死區(qū)存在，對混合、分散、傳熱、反應等各種攪拌過程十分不利。所以，高黏度液體攪拌的首要問題就是要解決流體流動與循環(huán)的問題。在這種情況下，不能靠增大攪拌器的轉速來提高攪拌器的循環(huán)流量，因為流體黏度較高時，攪拌器排出的流量很少，轉速過高還會在高黏度溶液中形成溝流，而周圍液體仍為死區(qū)。較為有效的解決辦法是設法使攪拌器推動更大范圍的流體。因此，高黏度液體的攪拌器直徑與器內徑之比、槳葉的寬度與器內徑之比都要求比較大，有時還要求增加攪拌器的層數(shù)，立式攪拌器，以增大攪拌范圍。

影響攪拌器輸入能量和流動場的主要因素

攪拌的過程其實就是通過攪拌器葉片的旋轉向內容器內的流體輸入機械能，使流體獲得合適的流動場，在流動場內進行動量、熱量、質量的傳遞或者同時進行化學反應的過程。因此，流動場和輸入能量總是設計與選用攪拌器時關心的問題，具體表現(xiàn)為：不同操作目的的攪拌過程就需要不同的流動場，搪瓷攪拌器，在攪拌過程中需要提供給流體以多大的能量；而各種攪拌器在不同的操作條件下能產生什么樣的流動場，供給多大的能量等一系列問題。攪拌器的選型和設計其實就是針對這種需要和可能的匹配。

下面我們來看看影響流動場和輸入能量的主要因素.

影響流動場和輸入能量的主要因素有以下三種。

1.攪拌器的結構型式，主要與釜型、攪拌器和內構件的形狀及數(shù)量等有關。其中攪拌器和內構件的搭配方式產生的影響非常大。例如，對于低黏度流體，用一個八平葉槳式攪拌器進行攪拌。在相同轉速下，有擋板時的輸入功率和排量分別是無擋板時的10倍和4倍。

此外，無檔板時流體的流動以水平環(huán)向流為主，而有擋板時則以軸向循環(huán)流為主。

2.攪拌器的轉速攪拌器的工作原理與泵的葉輪相同，所產生的壓頭與轉速N的平方成正比，提高攪拌器的轉速．即可提供較大的壓頭。

3.被攪物料的特性，主要包括密度、流變行為、表面張力、相分率以及分散相尺寸等。攪拌過程的特性特別強烈地取決于物料的流變特性，如黏度等。