搅拌功率:搅拌器向液体输出的功率P,按下式计算:P=Kd5N3ρ式中K为功率准数,它是搅拌雷诺数Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函数;流出液体切向分速度会使釜内液体产生圆周运动,应采取措施予以***。d和N 分别为搅拌器的直径和转速;ρ和μ分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定,将这函数关系绘成曲线,称为功率曲线。搅拌功率的基本计算方法:理论上虽然可将搅拌功率分为搅拌器功率和搅拌作业功率两个方面考虑,但在实践中一般只考虑或主要考虑搅拌器功率,因搅拌作业功率很难予以准确测定,一般通过设定搅拌器的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。
2.推进式搅拌器:推进式搅拌器(又称船用推进器)常用于低粘流体中。结构:标准推进式搅拌器有三瓣叶片,其螺距与桨直径d相等。它直径较小,d/D=1/4~1/3,叶端速度一般为7~10 m/s,至高达15 m/s。搅拌时流体由桨叶上方吸入,下方以圆筒状螺旋形排出,流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方,形成轴向流动。特点一一搅拌时流体的湍流程度不高,循环量大,结构简单,制造方便。循环性能好,剪切作用不大,属于循环型搅拌器。按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求,通过实验手段和计算机模拟设计,确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。应用:粘度低、流量大的场合,用较小的搅拌功率,能获得较好的搅拌效果。主要用于液——液系混合、 使温度均匀, 在低浓度固——液系中防止淤泥沉降等。改进:容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、搅拌器倾斜,可防止漩涡形成。
当气泡比好很大,为快速反应,而且是扩散控制时,如果阻力在气膜一侧,则应选用气相为连续相的设备,且希望湍动条件好,相界面大,如喷雾塔、填料塔等,如果阻力在液膜一侧,则以板式塔为好、这时液相为连续相,又有足够大的持液量以利于液膜传质。如气液比很小,对液相来说反应缓慢,且过程为扩散的液膜控制或动力学控制,液相返混对反应无影响,则对这类体系选用液相为连续相并有足够大的持液量、结构又简单的鼓泡塔或搅拌鼓泡塔。③搅拌介质的物性,如各介质的密度、液相介质黏度、固体颗粒大小、气体介质通气率等。
如为连串反应,中间产物为目的产物,反应为动力学控制,或非等级反应还有扩散控制,这类体系都不希望有很多的返混,建议用并流的多级鼓泡塔或有横向挡板的多级鼓泡搅拌反应器。
对于扩散控制而要具有大的相界面或尽量提高传质系数的情况,及混有一定固体粒子的气液反应,须采用带机械搅拌的反应设备。
用土体催化剂的气液反应,如反应须在催化剂表面或经内扩散在其内表面上进行,且反应热可以靠绝热温升解决时,可采用滴流床反应器。
对气液反应来说并流或逆流的管式反应器工业上用的不多。这一类反应其用在化学反应本身速度较快而单位体积的传热面积又有较大要求的场合。
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