《攪拌器的選擇》PPT課件

1、攪拌器的選擇，化學(xué)反應(yīng)過程和設(shè)備，能力目標(biāo)，1。能夠選擇合適的煽動者，知識目標(biāo)，1。了解攪拌罐中的流動和混合，2。了解攪拌器的類型特征。了解攪拌器的選擇原則和主要內(nèi)容。攪拌液體的流動特性。攪拌器的選型，攪拌器，1。攪拌器和流動特性，定義，功能，攪拌器，也稱為攪拌槳或葉輪，是攪拌反應(yīng)器的關(guān)鍵部件，提供過程所需的能量和合適的流動狀態(tài)。原理：當(dāng)攪拌器旋轉(zhuǎn)時，它將機(jī)械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成一個高湍流度的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生高速射流推動液體在攪拌容器中循環(huán)。流型，流體循環(huán)流動的方式。流型、流型與攪拌的關(guān)系，以及流型與攪拌效果和攪拌效率的關(guān)系非常密切。攪拌器的改進(jìn)和新攪拌器的開發(fā)通常從流型開始。流型

2、的決定性因素取決于攪拌器的形式、攪拌容器和內(nèi)部構(gòu)件的幾何特征以及流體性質(zhì)和攪拌器速度等因素。安裝在混合器頂部的垂直圓筒中有三種基本的流動模式：徑向流、軸向流、切向流、流型、徑向流，當(dāng)它撞擊容器壁時，它被分成兩股流，分別向上和向下流動，然后不經(jīng)過葉片而返回葉片端，形成兩個循環(huán)流。(a)徑向流動，圖1中的混合器和流動模式(a)徑向流動，流體流動方向平行于攪拌軸，并且流體被槳葉推動，這使得流體向下流動，然后當(dāng)它遇到容器底部時向上流動，形成上下循環(huán)流動。(b)軸向流動，圖2攪拌器和流動模式(b)軸向流動，(b)在沒有擋板的容器中，流體繞軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)流速高時，液體表面將形成渦流，從葉片外圍吸入葉片區(qū)域的流

3、體流速非常小，導(dǎo)致混合效果差。(3)切向流，圖3混合器和流型(3)切向流，上述三種流型通常同時存在，軸向流和徑向流在混合中起主要作用，切向流應(yīng)該被抑制。擋板可以減弱切向流，增強(qiáng)軸向流和徑向流。除了安裝在中心的攪拌器外，還有偏心、底部插入、側(cè)面插入、傾斜插入和水平安裝方法。以不同方式安裝的混合器產(chǎn)生不同的流動模式。圖4容器內(nèi)攪拌器的安裝方式：(a)垂直偏心式，(b)底塞式，(c)側(cè)塞式，(d)斜塞式，(e)水平式，擋板和導(dǎo)流管，(1)擋板，以消除渦流，提高混合效果。物料粘度小，攪拌速度快，液體隨槳葉旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體沖到內(nèi)壁面上升，中部液面下降形成渦流，稱為渦流區(qū)。結(jié)果，隨著旋轉(zhuǎn)速度的

4、增加，渦流中心凹入以與槳葉接觸，并且外部空氣進(jìn)入槳葉并被吸入液體中，這降低了其密度和混合效果。通常，四個擋板均勻地安裝在容器的內(nèi)壁上，寬度為容器直徑的1/121/10。當(dāng)擋板的數(shù)量和寬度增加且功耗不再增加時，全擋板狀態(tài)稱為全擋板狀態(tài)。全擋板條件與擋板的數(shù)量和寬度有關(guān)。攪拌容器中的傳熱盤管可以部分或全部代替擋板，當(dāng)安裝垂直換熱管時，通常不能安裝擋板。圖5中的擋板、導(dǎo)流管、具有上開口和下開口的圓筒安裝在容器中，并在攪拌和混合中起導(dǎo)向作用。渦輪或槳式攪拌器的尾水管位于葉片上方。(2)螺旋槳式攪拌器的尾水管套在葉片外或略高于葉片。圖6尾水管的結(jié)構(gòu)。當(dāng)攪拌器放置在引流管下方且容器直徑較大時，引流管的下端

5、直徑應(yīng)減小，以便下部開口小于攪拌器的直徑。通常，尾水管的上端低于靜態(tài)液位，并且在t形管上有孔或槽剪切與液-液攪拌系統(tǒng)中液滴的細(xì)化、固-液攪拌系統(tǒng)中固體顆粒的破碎和氣-液攪拌系統(tǒng)中氣泡的細(xì)化有關(guān)。當(dāng)輸入液體的能量主要用于剪切流體時，稱為剪切葉輪，如徑流式渦輪、鋸齒盤等。流動特性攪拌器從電機(jī)獲得機(jī)械能，推動物料(流體)運動。攪拌器對流體有兩種作用，剪切和循環(huán)。循環(huán)與混合時間、傳熱和固體懸浮有關(guān)。當(dāng)攪拌器輸入的流體能量主要用于流體循環(huán)時，稱為循環(huán)葉輪，如框架式、螺旋帶式、錨式、槳式和推進(jìn)式。2。攪拌器分類，圖譜和典型攪拌器特性，1。攪拌器的分類，根據(jù)流體流動模式，軸流式攪拌器和徑流式攪拌器，根據(jù)結(jié)構(gòu)

6、分為平葉片，折疊葉片和螺旋葉片，槳葉，渦輪，框架和錨定葉片都有平葉片和折疊葉片結(jié)構(gòu)，螺旋槳，螺旋和帶狀葉片是螺旋葉片低粘度流體的攪拌器，高粘度流體的攪拌器，低粘度流體的攪拌器包括：推進(jìn)型，細(xì)長葉片螺旋槳，槳葉型，開式渦輪型，盤式渦輪型，Brumakin型，板框槳葉型，三葉片后彎型，MIG和高粘度流體攪拌器包括錨式、框架式、鋸齒盤式、螺旋槳式、螺旋帶式(單螺桿帶和雙螺桿帶)、螺旋帶式等。圖7攪拌器流型分類圖攪拌反應(yīng)設(shè)備中廣泛使用的槳式攪拌器、螺旋槳式攪拌器、渦輪式攪拌器和錨式攪拌器，據(jù)統(tǒng)計約占攪拌器總數(shù)的7580%。2.幾種常用的混合器：1 .槳葉式攪拌機(jī)槳葉結(jié)構(gòu)最簡單，由扁鋼制成，用焊接或螺栓

7、固定在輪轂上。葉片的數(shù)量為2、3或4個，葉片形式可分為兩種：平葉片型和折疊葉片型。圖8槳式攪拌器和槳式攪拌器主要用于攪拌高粘度流體，促進(jìn)流體的上下交換，取代價格昂貴的螺旋葉輪，可以獲得良好的效果。液-液系統(tǒng)用于防止分離并使罐內(nèi)溫度均勻，而固-液系統(tǒng)主要用于防止固體沉淀。主要用于流體循環(huán)，由于在相同排量下，折疊葉型的功耗小于平葉型，運行成本較低，所以軸流式葉片使用較多。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20100轉(zhuǎn)/分鐘，最高粘度為20帕。常用參數(shù)見表17-5。缺點，不能用于氣液分散操作中以保持氣體和精煉為目的。表1槳式攪拌器的常用參數(shù)，注：n速度；葉片末端線速度；Bn葉的數(shù)量；d攪拌器直徑。容器內(nèi)徑：鉸鏈

8、角。2.推進(jìn)攪拌器(也稱為船用螺旋槳)常用于低粘度流體。標(biāo)準(zhǔn)的螺旋槳式攪拌器有三個葉片，其螺距等于槳葉直徑D。它的直徑很小，d/D=1/41/3，葉尖速度一般為710米/秒，最高可達(dá)15米/秒。圖9螺旋槳式攪拌器，螺旋槳式攪拌器，特點流體的紊流度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。攪拌時，流體從槳葉上方吸入，并從下方以圓柱螺旋形狀排出。當(dāng)流體到達(dá)容器底部，然后沿著壁回到槳葉上方時，它軸向流動。循環(huán)性能好，剪切作用小，屬于循環(huán)攪拌器、低粘度、大流量場合。攪拌功率越小，攪拌效果越好。主要用于混合液-液體系，使溫度均勻，防止低濃度固-液體系中的污泥沉降等。改進(jìn)之處是在容器內(nèi)安裝擋板，攪拌軸偏心安裝，

9、攪拌器傾斜，防止形成渦流。常見參數(shù)見表17-6和表2螺旋槳攪拌器的常見參數(shù)渦輪攪拌器(也稱為透明葉輪)是一種廣泛使用的攪拌器，能有效地完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理各種粘度的流體。參見圖10。圖10渦輪攪拌器，渦輪攪拌器，tu葉片數(shù)為2片、4片，圓盤型包括：平圓盤葉片、斜圓盤葉片、彎曲圓盤葉片等。葉子的數(shù)量通常是6片。為了改善流動條件，有時葉片被制成凹形或箭頭形。渦輪攪拌器有很大的剪切力，可以使流體膠束分散得很細(xì)。適用于低粘度至中粘度流體的混合、液-液分散和液-固懸浮，促進(jìn)良好的傳熱傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。直葉片剪切效果好，屬于剪切攪拌器。彎曲葉片是指葉片向流動方向彎曲，這可以降低功耗，適用于混合含

10、有易碎固體顆粒的流體。表3渦輪攪拌器的常用參數(shù)，4錨式攪拌器，結(jié)構(gòu)簡單。它適用于混合粘度低于100帕的流體。當(dāng)流體的粘度為10100帕?xí)r，可以在錨槳的中間增加一個十字槳，這是一個框架混合器，以增加容器中間的混合。圖11錨式攪拌器、錨式攪拌器、錨式或框架式攪拌槳的攪拌效果不理想，僅適用于攪拌要求較低的場合。由于錨式攪拌器靠近容器壁的速度比其他攪拌器的速度大，可以獲得較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，因此經(jīng)常用于傳熱和結(jié)晶操作。常用于攪拌高濃度料漿和沉降料漿。當(dāng)攪拌粘度大于100帕的流體時，應(yīng)采用螺旋帶或螺旋型。表4錨式攪拌器的常用參數(shù)，3。選擇攪拌器時，除滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮低能耗、低運行成本和制造、維護(hù)、檢修方便等因素?；旌掀鞯倪x擇一般從三個方面考慮：混合目的、物料粘度和混合容器容積。僅考慮混合目的的混合器選擇見表5。1.根據(jù)攪拌目的進(jìn)行選型。常用的攪拌器選擇方法：表5攪拌目的和推薦的攪拌器形式，表5攪拌目的和推薦的攪拌器形式(續(xù))，2。根據(jù)攪拌器類型和適用條件進(jìn)行選型。推式攪