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在之前关于液液分散的文章中,我们知道了什么是连续相和分散相,什么是重相和轻相。通常情况下,搅拌器中的液液分散操作需要将一种液体分散到另一种液体之中,被分散的液体就是分散相,另一种就是连续相,三斜叶搅拌器,两种液体中密度大的一种为重相,密度小的为轻相,通常轻相为分散相,而某些情况下,我们需要将重相作为分散相,涡轮搅拌器,使其分散到作为连续相的轻相液体中去,这种操作就叫做逆分散操作。
搅拌器内逆分散操作受到很多因素的影响,比如两相液体的体积分数、密度差、物性,搅拌器的转速和安装位置等。
1.优化搅拌器结构几何尺寸
如前所述,不同的流体,或同体在不同的雷诺数范围内,各种搅拌器的混合性能各不相同。进一步的研究还发现,衬胶防腐,搅拌器的几何尺寸对混合效率有很大影响,并且这种影响是随流体的性质而异的。如对螺带式搅拌器的研究表明
:①叶宽对混合效率影响较大。当叶宽增加一倍,甘油和2%CMC水溶液的混合速率增加将近一倍,而1% PPA水溶液仅增加20%;②螺距的改变对混合速率影响不大;③叶端和釜壁的间隙增加一倍,甘油的混合时间仅增加10%, 2%CMC水溶液则增加50%~100%,但是1%PPA水溶液的混合时间几乎不变;④当螺带的叶片由圆管制作时,混合时间要增加30%~70%。
机械搅拌器中的推进式叶轮,其叶片不像船舶推进器那样都由立体曲面所组成,通常由钢板扭曲而制得。推进式叶轮在旋转时使液体向前方成轴向流排出,使之在罐内形成循环。然而,若将推进式叶轮机械搅拌器安装在尢挡板的圆筒形搅拌罐的中心,则在叶轮旋转的同时,罐内液体也旋转,与轴向流相比,搅拌器,还是水平回转流占主要地位,其混合效果就减弱,这是因为轴向循环流动才是促进宏观混合的真正动力。
为防止水平同转流,可在罐内装挡板,也可将搅拌轴偏心或倾斜安装,若把推进式叶轮与导流筒配合,则能得到规整的轴向流。使用挡板以及使叶轮倾斜或偏心安装都将使叶轮排出流受到限制,增加了剪切作用,故推进式叶轮仍有相当部分的能量分配到剪切作用上。
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