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不锈钢反应釜搅拌器的型式及性能特征

来源: 时间:2013-08-27 10:45:14 浏览次数:

不锈钢反应釜过程工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置,典型的机械搅拌装置它包括下列主要部分:应指出,螺旋浆式搅拌器的几何尺寸:是指当液体与叶片间无滑动时,叶片旋转一周将液体在轴向上推进的距离。
不锈钢反应釜过程工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置,典型的机械搅拌装置它包括下列主要部分:应指出,螺旋浆式搅拌器的几何尺寸:是指当液体与叶片间无滑动时,叶片旋转一周将液体在轴向上推进的距离。
(1)搅拌器,包括旋转的轴和装在轴上的叶轮;
(2)辅助部件和附件,包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。
搅拌器是实现搅拌操作的主要部件,其主要的组成部分是叶轮,它随旋转轴运动将机械能施加给液体,并促使液体运动。针对不同的物料系统和不同搅拌目的,出现了许多类型的叶轮和搅拌器。1叶轮的型式
搅拌器的主要部件是叶轮。针对不同的物料系统和不同的搅拌目的,出现了许多结构型式的叶轮。应指出,螺旋浆式搅拌器的几何尺寸:是指当液体与叶片间无滑动时,叶片旋转一周将液体在轴向上推进的距离。
叶轮的作用是通过其自身的旋转将机械能传送给液体,使叶轮附近区域的流体湍动,同时所产生的高射流推动全部液体在器内沿一定的途径作循环流动。考虑釜型、挡板及叶轮在釜中位置等因素对流体流型的影响,一般以液体流人、流出叶轮的方式来区分叶轮。当液体从叶轮轴向流人并流出时,此叶轮称为轴向叶轮;液体从叶轮轴向流人、从半径方向流出时,此叶轮称为径向叶轮,
1)径向叶轮
不锈钢反应釜六个平片的涡轮叶轮是径向叶轮的代表。其工作时,叶轮的叶片对液体施以径向离心力,液体在惯性离心力作用下沿叶轮的半径方向流出并在釜内循环。由于涡轮的转速高,叶片比较宽,除了能对液体产生较高的剪切作用外,还能在釜内造成较大的液体循环量。正是由于这种特点,涡轮叶轮能有效地完成几乎所有的化工生产过程对搅拌操作的要求,并能处理a度范围很广的液体。
平叶片桨式搅拌器也属于径向叶轮,其叶片长、转速慢、液体的径向速度小、产生的压头也较低,适用于以宏观调匀为目的的搅拌过程,如简单的液体混合、固体溶解、结晶和沉淀等操作。锚式搅拌器、框式搅拌器实际上是平叶片桨式搅拌器的变形,但转动半径更大。这几种搅拌器不产生高速液流,适用于较高a度的液体的搅拌。
2)轴向叶轮
螺旋桨式搅拌器是一种高速旋转且能引起轴向流动的搅拌器,其工作原理与轴流泵的叶轮相似,具有流量大、压头低的特点。液体在器内作轴向和切向运动,产生高度湍流。由于液流能持久且渗人,因此对搅拌低黏度的大量液体有良好效果。它主要用于互溶液体混合、釜内传热等。螺带式搅拌器的工作原理与螺旋桨式相似。风扇形涡轮或有两个倾斜叶片桨式叶轮,除能产生轴向流动外,还能造成一定程度上的径向流动。
当搅拌器置于容器中心搅拌黏度不高的液体时,只要叶轮旋转速度足够高,液体便会在离心力的作用下形成漩涡。搅拌器转速越大,漩涡越深,不发生轴向的混合作用,且当物料是多相系统时,还会发生分层或分离,甚至产生从表面吸进气体的现象,使被搅拌物料的表观密度和搅拌效率降低,加剧了搅拌器的振动,因此必须制止这种打漩现象的产生。可在釜内装设挡板,使切向流动变为轴向和径向流动,同时体湍动的程度,可消除打漩,改善搅拌效果。2搅拌器的型式
工业上较为常用的搅拌器有以下几种。
1)桨式搅拌器
其结构简单,一般由两块平桨叶组成,搅拌器直径d与釜内径D之比为0.35一08;转速一般为10一100r/min,可以在较宽的赫度范围内使用,猫度高的可达100Pa·s,也可用于勃度小于2Pa"s的液体的搅拌。平直叶桨式搅拌器在低速运转时,产生的主要是切线流;转速高时以径向流为主。对于折叶桨式搅拌器,由于叶片与旋转平面的夹角小于900,因此会产生轴向流,宏观混合效果较好。
2)涡轮式搅拌器
按照有无圆盘可分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器;其中又可分为平直叶、折叶和后弯叶涡轮搅拌器,涡轮搅拌器直径d与釜内径D之比为0.2-0.5,以0.33居多,转速一般为10 -- 300r/min,适用于低私度或中等私度液体的搅拌(勃度小于50Pa·s)o
祸轮式搅拌器的循环速度高,剪切作用也大。它既产生很强的径向流,又产生较强的轴向流。圆盘涡轮式搅拌器与开启搅拌器比较,由于圆盘的存在使得圆盘涡轮搅拌器的循环速度低于开启涡轮搅拌器。折叶涡轮搅拌器与平直涡轮搅拌器比较,在于折叶涡轮搅拌器轴向流强而剪切作用相对较小。弯叶涡轮与平直涡轮搅拌器比较,’主要在于弯叶涡轮搅拌器不易磨损,且功率消耗低。3)推进式搅拌器
又名螺旋桨式搅拌器推进式搅拌器的循环速度高。当转速高时,剪切作用也很大,能产生很强的轴向流。推进式搅拌器直径d与搅拌釜内径D:之比为0.2一0.5,搅拌转速100一500r/min,适用于低翁度(勃度小于2Pa·s)液体的搅拌
。4)锚式搅拌器
不锈钢反应釜锚式搅拌器的直径d和搅拌釜的内径D之比为0.9一0.98,常用转速为I一100r/min。锚式搅拌器的循环速度及剪切作用都较小,主要产生切线流。当物料a度高时,可产生一定的径向流和轴向流。它适用于高钻度物料的搅拌和传热。
5)螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器
这两种搅拌器主要产生轴向流,加上导流筒后,可形成筒内外的上下循环流动。它们的转速都较低,通常不超过50r/min,主要用于高猫度液体的搅拌。3搅拌附件
1)挡板
如前所述,平桨式搅拌器在转速低时以切线流为主,即使是推进式或涡轮式搅拌器也会产生一定的切线流。当切线流严重时,会出现打漩现象,‘致使不互溶的液体分层,’固体颗粒沉降。当漩涡达到叶轮以后,叶轮会吸人大量气体,使搅拌物料密度下降,还会加剧搅拌器的振动,严重时搅拌器无法正常运转。因此,一般情况下,都必须制止切线流和打漩现象。消除切线流和打漩现象的有效、也是简单的方法就是在釜内安装挡板。
挡板一般是指竖向固定在釜内壁的长条形板,沿釜内壁周向均匀分布,挡板宽度W为(1/2一1/10) D。作圆周运动的液体碰到挡板后改变900,或顺着挡板作轴向运动或垂直于挡板作径向运动。因此,挡板可把切线流转变为轴向流和径向流,提高了宏观混合速率和剪切性能,从而改善了搅拌效果。
挡板的数目视釜径而定,一般为2-4块。实验表明,具有一定数目挡板的搅拌釜,当再增加挡板也不会进一步改善搅拌效果时,此一定数目的挡板称作“全挡板条件”。除非特别说明,“全挡板条件”一般是4块。
应该指出的是,在层流状态,挡板不起作用。因为层流下挡板并不影响流体的流动.所以.对于低速搅拌高M度液体的锚式和框式搅拌器来说,安装挡板是毫无意义的。
对于低豁度液体搅拌,可将挡板垂直纵向地安装在釜的内壁上,挡板宽度w一般为釜径D的1/10, 4块均匀。对于中等勃度液体的搅拌,挡板与器壁间距为0.1-0.15倍板宽,用以防止固体在挡板后积聚和形成停滞区。对于高勃度液体,可使挡板离开釜壁并与壁面倾斜。挡板下端伸到釜底,上端伸出液面。对锥形釜底,当使用径向流叶轮时,若叶轮位置较低,需把挡板伸到锥形部分内,宽度减半。
由于液体的粘性力可抑制打漩,因此当液体的猫度在5 - 12Pa一时,可减少挡板宽度,当薪度大于12 Pa一后,不需安装挡板。2)导流筒
搅拌操作中有时需要控制流体的流型,就要用导流筒。对于涡轮式搅拌器,导流筒安置在叶轮的上方,使叶轮上方的轴向流得到加强。对于螺旋桨推进式搅拌器,导流筒安置在叶轮的外面,使推进式搅拌器所产生的轴向流得到进一步加强。导流筒除了能控制流型以外,还能使釜内液体均通过导流筒内的强烈混合区,提高混合效果。
3)叶轮的位置及层数
搅拌叶轮一般总是对中安装在釜的中心线上,叶轮到釜底的距离C一般为一倍叶轮直径,但在搅拌快速沉降的固体悬浮液时,常将叶轮更靠近釜底。叶轮的层数视液体的深度而定。由于推进式和涡轮式搅拌器在垂直方向上的有效搅拌距离一般为(3 -4)d,亦即一倍釜内径D,所以,同一搅拌轴上安装的叶轮数目可由下式决定:叶轮层数=液体的当量深度/搅拌釜内径
液体的当量深度是不锈钢反应釜 内实际液体深度与其平均密度的乘积。若上式的计算结果不是整数,则圆整取较大的整数值。
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