槳式和渦輪式攪拌器傳熱系數(shù)關聯(lián)式

　　早的攪拌罐傳熱關聯(lián)式是由Chilton于1944年提出的，對于使用單層平槳、并有碟形封頭的圓筒形攪拌罐，其被攪拌液體對罐壁和內(nèi)冷盤管的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關聯(lián)式分別如下：

　　以后許多研究者改變攪拌器的形狀和相對尺寸進行傳熱研究，襯膠攪拌器，提出了很多攪拌罐傳熱關聯(lián)式，由于一個關聯(lián)式只對應于一個幾何構(gòu)形，這些關聯(lián)式不便使用。

　　20世紀60年代中至70年代初日本的水科篤郎和永田進治等提出了包含多種槳型和多個尺寸參數(shù)的統(tǒng)一關聯(lián)式，如永田對于槳式和渦輪式兩種葉輪，且罐內(nèi)有擋板而無內(nèi)冷管的情況，并Re大于100。得如下關聯(lián)式：

　　對于罐內(nèi)無擋板而有內(nèi)冷盤管的情況，則物料對罐壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關聯(lián)式為：

　　當除去內(nèi)冷管時，則須將上式的系數(shù)由0.51改成0.54。產(chǎn)生這6%的差別是由于內(nèi)冷盤管的遮蔽效應。

　　永田也得出在Re>200，2<Pr<20000時，物料對內(nèi)冷盤管外壁面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hc的關聯(lián)式如下：

　　上式中包含了葉輪的多個幾何參數(shù)，如葉徑6、罐徑D、葉輪離罐底度c、葉片傾角、葉片數(shù)孔。和液高等，大大拓寬了公式的適用范圍。

　　20世紀70年代，日本的佐野雄二等對于槳式、渦輪式葉輪在湍流域的場合，進一步建立了罐內(nèi)液體的單位質(zhì)量攪拌功率ε與液體對罐壁和內(nèi)玲管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的聯(lián)系，得到了適用性廣、且形式更簡單的關聯(lián)式：

　　式中，為被攪液對夾套的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W/(㎡.K)；c為被攪液對內(nèi)冷管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W／(㎡.K)；dc為內(nèi)冷管外徑．m；ε為單位質(zhì)量被攪液消耗的攪拌功率，W/kg；v為被攪液運動黏度.㎡/s。

　　式(5- 17)計算物件時須以流體的本體溫度和壁溫的算術(shù)平均值作定性溫度。

攪拌器中旋轉(zhuǎn)軸的安裝設計

攪拌器中的旋轉(zhuǎn)軸按安裝位置可細分為傳動軸和攪拌軸。變速器出口側(cè)為傳動軸，攪拌器相連的稱攪拌軸，兩者通過聯(lián)軸器成為一個整體攪拌軸（通常情況下，選用單支點機架時，一般采用釜外帶短節(jié)聯(lián)軸器將攪拌軸與變速器出口側(cè)傳動軸相連；采用雙支點機架時，襯四氟攪拌器，攪拌軸常與機架中間短軸相連），襯塑攪拌器，習慣上則統(tǒng)稱為攪拌軸。攪拌軸的軸徑大多通過計算確定，其大小不僅要滿足強度要求，還應滿足剛度要求。

　　攪拌軸剛度除與軸徑大小有關外，還取決于軸的支承情況，即與所采用的機架型式、聯(lián)軸器型式、變速器結(jié)構(gòu)，以及是否采用底軸承或中間軸承等密切相關。

　　按支承情況，攪拌軸可分為懸臂式和單跨式。懸臂式攪拌軸在攪拌器內(nèi)部不設置中間軸承或底軸承，因而維護檢修方便，特別對潔凈度要求較高的生物、食品或藥品攪拌器，減少了器內(nèi)的構(gòu)件，故應優(yōu)先選用。

攪拌器放大中的流體切應變速率

　　切應變速率是速度隨位置的變化率，由速度分布圖很容易轉(zhuǎn)化成切應變速率分布圖。對于切應變速率，重要的是其大值和平均值。

　　大量的研究表明，攪拌器中的大切應變速率與轉(zhuǎn)速和攪拌器直徑均成正比，而平均切應變速率僅與轉(zhuǎn)速成正比，但幾乎不受攪拌器直徑變化的影響。因此，轉(zhuǎn)速增大，平均切應變速率和大切應變速率均增大；當轉(zhuǎn)速一定，攪拌器直徑增大時，大切應變速率將增大，而平均切應變速率保持不變?！　∫蚨鴰缀蜗嗨品糯蠛螅ū３謫挝惑w積功率不變，轉(zhuǎn)速下降，直徑增加），攪拌器大切應變速率增加，而平均切應變速率下降，見下圖。這也是放大后，造成大釜行為顯著變化的主要原因。

　　對于氣液過程，表觀氣體速率和單位體積攪拌功率是關聯(lián)氣液質(zhì)量傳遞系數(shù)的有效參數(shù)，這些關系式相對來說獨立于攪拌器規(guī)模。

　　當一種外加流體與正在容器內(nèi)流動的流體混合時，混合時間與容器內(nèi)的循環(huán)時間直接相關，成都攪拌器，對于這種混合過程，如果維持單位體積流體的攪拌器排液量恒定，單位體積攪拌功率將隨釜徑的平方關系增加，這樣隨著攪拌器的放大，功率增加的幅度是不現(xiàn)實的，所以隨著攪拌器的放大，循環(huán)時間常常必須增加。

　　對于固體懸浮過程，描述方法可以有離底懸浮和完全均勻，單位體積功相等可以近似作為放大過程的標準。

　　高固體含量的淤漿體系通常呈現(xiàn)很強的假塑性，隨著過程的放大，單位體積功有所下降。

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