高黏度流體攪拌器的設(shè)計(jì)要素

　　高黏度流體的攪拌器設(shè)計(jì)，絮凝池?cái)嚢杵鳎恢笔菙嚢杌旌项I(lǐng)域中一個(gè)很重要的課題。

　　在我們用多種葉輪對高黏度牛頓流體以及非牛頓流體的混合進(jìn)行了試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，一個(gè)的高黏度液體攪拌器，至少具備兩個(gè)條件：1.葉輪能提供強(qiáng)有力的剪切，這是減小濃度斑尺寸即分離尺寸的必要條件，如前所述，只有濃度斑足夠小，才能產(chǎn)生大面積的界面，促進(jìn)分子擴(kuò)散，從而快速達(dá)到分子級的混合效果，例如螺帶式葉輪和錨式葉輪，通常其d/D都在0.9/0，97左右，即都是所謂近壁型葉輪，在葉輪端部與罐壁之間會產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切，在此消耗了攪拌功率的90%左右。2.由于高剪切區(qū)總是只占有罐體積的一小部分，因此只有葉輪能使液體在罐內(nèi)進(jìn)行快速的循環(huán)，使高剪切區(qū)和低剪切區(qū)的液體快速交換，才能使全罐快速地達(dá)到均勻混合。

　　長久以來，業(yè)內(nèi)存在這樣一種觀點(diǎn)，對于近壁型攪拌器，電廠攪拌器，其剪切總是足夠的，決定攪拌器混合能力的是葉輪的循環(huán)能力，并且還認(rèn)為要達(dá)到全罐均勻混合，液體至少要在罐內(nèi)循環(huán)三次。因此，哪種葉輪能以短時(shí)間完成三次循環(huán)，那一種葉輪便是混合速率快的葉輪。這一結(jié)論，長時(shí)間以來被應(yīng)用在攪拌器的設(shè)計(jì)中。然而近年來一些具有復(fù)雜傳動機(jī)構(gòu)的攪拌器，如在回轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行上、下移動的復(fù)動攪拌器和使葉輪往復(fù)擺動的往復(fù)式攪拌器等，此類攪拌器會產(chǎn)生速度脈動，此類速度脈動，我們可以將其理解為液體在一定方向上的周期性的較為激烈的變化，事實(shí)證明速度脈動對于促進(jìn)混合有很大作用。速度脈動原來是湍流操作特有的現(xiàn)象，然而，復(fù)動式攪拌器和往復(fù)式攪拌器以其上、下往復(fù)運(yùn)動或正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動，在高黏度液體中產(chǎn)生了強(qiáng)的速度脈動，從而獲得了高的混合效率。因此可以將剪切、循環(huán)和速度脈動歸結(jié)為快速混合的二要素。這二要素是開發(fā)新型高黏度液體攪拌器的依據(jù)。

槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)和制造

　　漿式是結(jié)構(gòu)簡單也是常用的一種攪拌器型式。葉輪一般用扁鋼制作，鑄造葉輪現(xiàn)在已很少用。小型葉輪為簡單化，常將葉輪焊在輪轂上，形成一個(gè)整體，然后用鍵、止動螺釘將輪轂連接在攪拌軸上(見圖2-44)。

　　在槳式攪拌器中應(yīng)用較多的是可拆式葉輪，即葉輪一端制出半個(gè)軸環(huán)套，兩片槳葉對開地用螺栓將軸環(huán)夾緊在攪拌軸上、當(dāng)槳徑小于600mm時(shí)，可用一對螺栓固定、槳徑由700~1100mm時(shí)，可用兩對螺栓固定（見圖2-45）。當(dāng)槳徑上大于1100mm時(shí)，為了傳遞扣矩可靠，在用螺桂夾緊的同時(shí)還要用一穿軸螺栓使葉輪與槳軸固定。

　　為了提高攪拌器葉輪的強(qiáng)度與剛度，水處理攪拌器，可根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算決定在葉輪上單側(cè)加筋或兩側(cè)加筋.

螺桿螺帶攪拌器技術(shù)參數(shù)

　　螺桿螺帶式攪拌器的葉片是把細(xì)長形的金屬卷成螺旋狀而制成的，它是攪拌高黏度流體時(shí)不可缺少的一種葉輪形式。

　　螺帶的寬度約為葉徑的5%~15%，通常為10%。螺帶的數(shù)量一般為2，烏蘭察布攪拌器，稱之為雙螺桿螺帶攪拌器；也有用一條螺帶的單螺帶葉輪；有時(shí)將一枚螺帶放在螺桿外側(cè)，另一枚螺帶放在中間，并使葉輪轉(zhuǎn)動時(shí)，內(nèi)外兩條螺帶推動液體前進(jìn)的方向相反，螺桿螺帶攪拌器設(shè)計(jì)時(shí)使得兩條螺帶推動液體的排量相同，這種螺帶稱內(nèi)外單螺帶。與內(nèi)外單螺帶類似的還有螺帶-螺桿式葉輪，螺帶與螺桿分別使液體向相反方向流動，使全罐形成整體的軸向循環(huán)，在設(shè)計(jì)螺帶-螺桿式葉輪攪拌器時(shí)，也需注意使螺帶與螺桿的排量相等，由于螺帶攪拌器是用于攪拌高黏度流體的，故其葉徑與罐徑之比應(yīng)取得大，至少應(yīng)等于0.9，大的可使葉輪與罐之間幾乎無間隙。而且為了提高傳熱能力，極力減少罐壁上的附著物，還可在螺帶上裝刮板。

　　螺帶的安裝高度通常取罐底至液面的高度。螺帶旋轉(zhuǎn)一周的高度稱螺距，一般螺帶為一至二個(gè)螺距。一個(gè)螺距的高度約等于葉徑。攪拌高黏度流體時(shí)通常使用錨框式和螺帶式葉輪，然而二者的混合效果大有區(qū)別，錨式葉輪幾乎不產(chǎn)生上下流動，在罐中心部的混合效果也較差，且液體黏度越高，這種缺點(diǎn)越明顯。另一方面，螺桿螺帶式攪拌器葉輪利用其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和液體的黏性，產(chǎn)生以上下循環(huán)流為主的流動，隨攪拌器攪拌軸旋轉(zhuǎn)的方向不同，罐內(nèi)有螺帶存在的外周部液體被向上推或向下壓，同時(shí)在罐中心部則液體相應(yīng)地下降或上升，從而形成全罐液體的上下循環(huán)流動。至于哪一種旋轉(zhuǎn)方向好，不能一概而論，盡可能以小試確認(rèn)。有時(shí)，攪拌器回轉(zhuǎn)方向不同，所需攪拌功率也不同。

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