從攪拌器理來看,在層流區(qū)混合高黏度液體時,液體單元經(jīng)受剪切細(xì)分作用被拉長、拉細(xì)或分割,隨著剪切時間的增加,逐漸達(dá)到混合。同時,由于攪拌器內(nèi)剪切場不是均勻的,例如錨式攪拌器在錨與釜壁間的間隙區(qū)是強(qiáng)剪切區(qū),液體的混合速率較快,而釜中部區(qū)域則是低剪切區(qū),混合速率較慢,因此,高剪切區(qū)與低剪切區(qū)間的液體交換速率或液體在釜內(nèi)的循環(huán)能力也是影響混合的重要因素。
此外,攪拌器定做,攪拌器內(nèi)流體的速度波動也能促進(jìn)混合。換言之,高黏度液體的混合速率主要取決于攪拌器與釜壁表面間的相對運動速率及相互之間的距離,為此也要求用于高黏流體的攪拌器,攪拌器直徑與器內(nèi)徑的比值都相當(dāng)大。實際生產(chǎn)過程中,常用的黏性流體攪拌器有錨式攪拌器、螺帶式攪拌器、框式攪拌器等。
另外,雜質(zhì)含量對液滴的形成有重要的影響,通常用于實驗的流體與工業(yè)規(guī)模的實際流 體是有區(qū)別的,這也引起液滴尺寸的不可預(yù)測性。所以中試研究盡量采用用工業(yè)規(guī)模相同的流體、相同的加料方式和操作步驟,包括相同的雜質(zhì)等,招遠(yuǎn)攪拌器,以減少放大因素的不確定住。中試研究的目的就是獲得可放大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。放大過程,由于加料口離不銹鋼攪拌器位置的略為改變時會導(dǎo)致過程行為和液滴尺寸顯著的不同。
不銹鋼攪拌器直徑與釜徑之比d/D會影響液滴分散和凝并的平衡,所以中試過程一定要研究d/D對液滴分散的影響。液-液放大過程的關(guān)鍵是對各異相區(qū)的比例變化的認(rèn)識。斜槳圓盤渦輪由于具有高的泵送能力,高速攪拌器,通常用于液-液分散體系,防腐攪拌器,有利于克服可能存在的相密度差。平槳圓盤渦輪比較適合于產(chǎn)生穩(wěn)定乳液和適當(dāng)?shù)臍怏w夾帶。
導(dǎo)流筒是種非常重要的攪拌器附件,導(dǎo)流筒主要用于推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的導(dǎo)流,渦輪式攪拌器有時也用導(dǎo)流筒。導(dǎo)流筒是一個圓筒形,緊包圍著葉輪??梢员闳~輪排出的液體在導(dǎo)流筒內(nèi)部與外部(導(dǎo)流筒與罐的環(huán)隙內(nèi))形成上下的循環(huán)流動。應(yīng)用導(dǎo)流筒可使流型得以嚴(yán)格控制,還可得到高速渦流和高倍循環(huán)。導(dǎo)流筒可以為液體限定一個流動路線,防止短路;也可迫使流體高速流過加熱面,利于傳熱。
對于混合和分散過程,導(dǎo)流筒也都能起到強(qiáng)化作用。根據(jù)推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的旋向和轉(zhuǎn)向,可使液體有不同的循環(huán)方向。較多的流向是導(dǎo)流筒內(nèi)液體向下,外面環(huán)隙內(nèi)液體向上。在渦輪式攪拌器所用的導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè),設(shè)有與槳葉同等數(shù)目或更多的折葉片,折葉角度隨操作目的而異,例如氣-液相操作中,折葉使氣-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向下流動;在固-液相操作中,折葉使固-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向動。
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