產(chǎn)品詳情
攪拌
將兩種性質(zhì)不同、但互相溶解的物料加入攪拌設(shè)備后,首先是兩種物料被破碎成塊團(tuán)(或稱溶質(zhì)團(tuán)、濃度斑),并彼此摻合起來,這些塊團(tuán)是不規(guī)則的,塊團(tuán)的尺寸隨攪拌過程的進(jìn)行而逐漸減小;同時(shí)這兩種物料間的擴(kuò)散將通過塊團(tuán)的邊界進(jìn)行,邊界處的組成先發(fā)生變化,逐漸擴(kuò)展至塊團(tuán)內(nèi)部,zui終達(dá)到兩種物料的分子級(jí)混合。若液體先不被打碎成小塊團(tuán)、形成大量接觸面,擴(kuò)散過程就會(huì)進(jìn)行得很慢;然而若沒有擴(kuò)散過程,即使長時(shí)間連續(xù)不斷地?cái)嚢枰膊荒塬@得分子級(jí)均一的混合物。由此可見,破碎和擴(kuò)散是整個(gè)均勻混合進(jìn)程中兩種不同性質(zhì)的過程。前者是減小塊團(tuán)的尺寸,后者是消除混合物相鄰區(qū)域之間濃度上的差異,所以這兩者需要用不同的物理量來描述。在上述混合過程中,其初始階段是在攪拌的剪切和對(duì)流作用下,物料被打碎和分散。從微觀上看,兩種物料仍沒有混合,仍是兩種物料分子各自聚集在一起(除塊團(tuán)邊緣外)。該階段稱為宏觀混合階段。這之后,混合進(jìn)入分子擴(kuò)散階段,并隨擴(kuò)散過程的進(jìn)行,塊團(tuán)尺寸不斷減小,直到兩種物料達(dá)到分子級(jí)混合。這一階段,稱為微觀混合階段。
混合過程常見的強(qiáng)化方法
1.優(yōu)化攪拌器結(jié)構(gòu)幾何尺寸
不同的流體,或同一流體在不同的雷諾數(shù)范圍內(nèi),各種攪拌器的混合性能各不相同。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn),攪拌器的幾何尺寸對(duì)混合效率有很大影響,并且這種影響是隨流體的性質(zhì)而異的。如對(duì)螺帶式攪拌器的研究表明:①葉寬對(duì)混合效率影響較大。當(dāng)葉寬增加一倍,甘油和2%CMC水溶液的混合速率增加將近一倍,而1%PPA水溶液僅增加20%;②螺距的改變對(duì)混合速率影響不大;③葉端和釜壁的間隙增加一倍,甘油的混合時(shí)間僅增加10%,2%CMC水溶液則增加50%~100%,但是1%PPA水溶液的混合時(shí)間幾乎不變。④當(dāng)螺帶的葉片由圓管制作時(shí),混合時(shí)間要增加30%~70%。
2.合理設(shè)計(jì)物料加入位置
在任何一種混合體系中,把混合物的組分注入湍流區(qū)中將有助于降低黏度和密度差,并使混勻加速。
3.避免產(chǎn)生打漩
將兩種性質(zhì)不同、但互相溶解的物料加入攪拌設(shè)備后,首先是兩種物料被破碎成塊團(tuán)(或稱溶質(zhì)團(tuán)、濃度斑),并彼此摻合起來,這些塊團(tuán)是不規(guī)則的,塊團(tuán)的尺寸隨攪拌過程的進(jìn)行而逐漸減小;同時(shí)這兩種物料間的擴(kuò)散將通過塊團(tuán)的邊界進(jìn)行,邊界處的組成先發(fā)生變化,逐漸擴(kuò)展至塊團(tuán)內(nèi)部,zui終達(dá)到兩種物料的分子級(jí)混合。若液體先不被打碎成小塊團(tuán)、形成大量接觸面,擴(kuò)散過程就會(huì)進(jìn)行得很慢;然而若沒有擴(kuò)散過程,即使長時(shí)間連續(xù)不斷地?cái)嚢枰膊荒塬@得分子級(jí)均一的混合物。由此可見,破碎和擴(kuò)散是整個(gè)均勻混合進(jìn)程中兩種不同性質(zhì)的過程。前者是減小塊團(tuán)的尺寸,后者是消除混合物相鄰區(qū)域之間濃度上的差異,所以這兩者需要用不同的物理量來描述。在上述混合過程中,其初始階段是在攪拌的剪切和對(duì)流作用下,物料被打碎和分散。從微觀上看,兩種物料仍沒有混合,仍是兩種物料分子各自聚集在一起(除塊團(tuán)邊緣外)。該階段稱為宏觀混合階段。這之后,混合進(jìn)入分子擴(kuò)散階段,并隨擴(kuò)散過程的進(jìn)行,塊團(tuán)尺寸不斷減小,直到兩種物料達(dá)到分子級(jí)混合。這一階段,稱為微觀混合階段。
混合過程常見的強(qiáng)化方法
1.優(yōu)化攪拌器結(jié)構(gòu)幾何尺寸
不同的流體,或同一流體在不同的雷諾數(shù)范圍內(nèi),各種攪拌器的混合性能各不相同。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn),攪拌器的幾何尺寸對(duì)混合效率有很大影響,并且這種影響是隨流體的性質(zhì)而異的。如對(duì)螺帶式攪拌器的研究表明:①葉寬對(duì)混合效率影響較大。當(dāng)葉寬增加一倍,甘油和2%CMC水溶液的混合速率增加將近一倍,而1%PPA水溶液僅增加20%;②螺距的改變對(duì)混合速率影響不大;③葉端和釜壁的間隙增加一倍,甘油的混合時(shí)間僅增加10%,2%CMC水溶液則增加50%~100%,但是1%PPA水溶液的混合時(shí)間幾乎不變。④當(dāng)螺帶的葉片由圓管制作時(shí),混合時(shí)間要增加30%~70%。
2.合理設(shè)計(jì)物料加入位置
在任何一種混合體系中,把混合物的組分注入湍流區(qū)中將有助于降低黏度和密度差,并使混勻加速。
3.避免產(chǎn)生打漩
在任何混勻體系中,避免產(chǎn)生打漩的流型是很重要的。對(duì)頂部插入式的攪拌器設(shè)備,為產(chǎn)生適宜的流型,一般要在釜壁上安裝擋板;對(duì)側(cè)面插入式的攪拌設(shè)備,攪拌器通常以一定角度插人釜中,可產(chǎn)生良好的頂部至底部的循環(huán)流動(dòng)。
