《化工原理 谭天恩 窦梅 周明华 等编著第四章_搅拌》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理 谭天恩 窦梅 周明华 等编著第四章_搅拌（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工原理电子教案/目录,1,目录,第四章 搅拌 第一节 概述 第二节 搅拌设备中的流动 一、搅拌桨产生的三种基本流型 二、搅拌槽内流体流动型态 第三节 混合机理 第四节 搅拌设备的结构 第五节 搅拌功率及功率曲线,2/13,第四章 搅拌,第一节 概述,搅拌操作的目的： （1）制备均匀混合物； （2）促进传质； （3）促进传热； （4）上述三种目的之间的组合。,3/13,第四章 搅拌,第一节 概述,虽然搅拌与混合是一种很常规的单元操作，但是由于其流动过程的复杂性，理论方面的研究还很不够，对搅拌装置的设计和操作至今仍带有很大的经验性。,4/13,第二节 搅拌设备中的流动,一、搅拌桨产生的三种基本流
2、型,切向流,轴向流,径向流,-流体打旋，出现这种流型时，流体主要从浆叶排向周围，卷吸至桨叶区的流体量甚小，垂直方向的流体混合效果很差。,-液体沿着与搅拌轴平行的 方向流动,-液体沿半径方向运动，然后 向上、向下输送,上述三种流型，通常可能同时存在。其中，轴向流与径向流对混合起主要作用，而切向流应加以抑制，可加入挡板削弱切向流，增强轴向流与径向流。,5/13,第二节 搅拌设备中的流动,在无挡板槽中，搅拌桨偏心安装可以有效地进行搅拌。,6/13,第二节 搅拌设备中的流动,二、搅拌槽内流体流动型态,流动型态判定参数：搅拌雷诺数,D-搅叶轮直径，m； 、-物料密度kg/m3、黏度kg/ms； n-搅拌
3、桨转速，1/s。,式中：,nD-桨叶的叶端速度,例如：标准六直叶涡轮桨 Re10 层流 Re104 湍流 10Re104 过渡流,-层流、湍流,7/13,第三节 混合机理,两种物料加入搅拌槽后，其混合机理： 主体扩散、湍流扩散和分子扩散。,在搅拌槽中，转动的叶轮将能量传给液体物料，产生高速液流，又推进其周围的流体，形成全槽流体的流动。高速液流在流动时，与周围静止液体的界面处，存在较大的速度梯度，液体受到强烈的剪切，形成大量旋涡。旋涡又迅速向周围扩散，造成局部范围内的物料对流运动从而形成液体的涡流扩散。,为宏观混合（混合尺度较大） 属主体扩散、湍流扩散,为微观混合（混合尺度较小） 属分子扩散,涡
4、流微团的尺寸在运动中不断减小，直至达到Kolmogoroff尺度。最后达到分子水平上的均匀。,8/13,第四节 搅拌设备的结构,槽体,桨叶,挡板,驱动机构,9/13,第四节 搅拌设备的结构,槽体,-通常为圆筒形，底有平的、椭圆的， 锥形底和方槽因不利于流动不大采用。,槽体,桨叶,挡板,驱动机构,10/13,第四节 搅拌设备的结构,桨叶,桨叶,-核心部件,-各种推进式桨（螺旋桨） 、新型翼型桨,三叶推进式桨,四叶推进式桨,异形四叶,轴向流桨,双螺带式,（适用高黏度的物料）,螺杆式,螺杆螺带式,11/13,第四节 搅拌设备的结构,桨叶,六直叶涡轮桨,六弯叶圆盘涡轮桨,-各种直叶、弯叶涡轮桨（通常带有圆盘）,径向流桨,锚式,12/13,第四节 搅拌设备的结构,挡板,驱动机构,挡板,驱动机构,-为了消除搅拌槽内液体的打旋现象（切向流），使被搅拌的液体上下翻腾，通常需加入挡板。 在固体悬浮操作时，还可在槽底安装挡板,-通常由交流电机、齿轮减速机或皮带轮减速装置构成，使搅拌桨达到规定的转速。,13/13,第五节 搅拌功率及功率曲线,搅拌功率N是衡量搅拌器性能好坏的根据之一。,根据量纲分析法，功率特征数,与搅拌雷诺数Re、,搅拌弗劳德数Fr,有关。即,即,Re曲线称为功率曲线-经验或半经验,
