液體攪拌器的基本性能及混合機理
液體物料在攪拌器的旋轉帶動下,在槽內會形成一個循環流動,達到大尺度的宏觀混合,稱之為總體流動;產生強剪切,達到小尺寸的均勻混合,稱之為湍流運動。一般在攪拌槽內,液體進行的三維流動可以分為三大類:徑向流、周向流及軸向流。
攪拌槽內,液體的循環量,主要是指參與循環流動的所有液體的體積流量,包括排出的流量及誘導的流量。攪拌器的葉輪旋轉時,既能使液體產生流動,又能產生用來克服流動阻力的壓頭,從而使液體物料達到均勻混合,充分反應的效果。
液體攪拌器常見的混合機理,主要為兩種:均相液體的混合機理和非均相物系的混合機理。
均相液體根據擴散方式不同,又可以分為3大類:總體對流擴散、渦流擴散及分子擴散。總體對流擴散,又稱之為總體流動,一種能使液體宏觀上均勻混合的大尺寸混合方式;渦輪擴散,因射流中心與周圍液體交界處的速度梯度很大而產生強剪切作用,對低粘度液體形成大量漩渦的運作方式。漩渦的分裂破碎及能量傳遞,使微團尺寸減少,達到微觀均勻組合;分子擴散,是均相液體在分子尺度的均勻混合的方式。槽內液體較強的湍流運動,會使微團尺寸減小,加速分子擴散。而對于非均相物系而言,未達到小尺度的宏觀混合,同樣應強化湍流運動,使分散尺寸盡可能減小。