搅拌器即搅拌桨叶(或叶轮),是构成搅拌装置的重要的组成部分之一。在搅拌设备的结构优化设计和新型搅拌器的设计研发过程中,搅拌器的设计都是重中之重,对于搅拌器的选型也是十分重要的。选择不同的搅拌桨叶对于搅拌容器内部流体的流动、流体间的传质、传热等物理、化学反应过程都会起到不同的作用。
搅拌器根据不同标准有不同的分类,大致分为以下几组:
按照搅拌器桨叶的形状结构进行分类,大致可以分为涡轮式搅拌器、锚式搅拌器、桨式搅拌器、螺带式搅拌器以及旋桨式搅拌器等。在这些常用的桨叶结构中,桨式搅拌器应用较为广泛,其桨叶结构主要有斜叶、平叶两种,而螺带式的桨叶则为螺旋面结构。
以下是对不同桨叶结构的搅拌器进行简单的介绍。
a.旋桨式搅拌器。该搅拌器一般是由2~3片推进式螺旋桨叶所构成,通常情况下工作转速较高。旋桨式搅拌器在进行工作时主要产生的是轴向液流,有较大的循环量,比较适用于低粘度液体、乳浊液等流体的混合搅拌工作。在设计旋浆式搅拌器时,搅拌器的搅拌轴除通常的安装方式外,也可水平或斜向安装在搅拌槽内,那么这种安装情况下,搅拌容器内的流体循环的回路不对称,这样可以增加湍动,防止液面凹陷的情况发生。
b.涡轮式搅拌器。通常情况下,涡轮式搅拌器是由2~4片平直的或弯曲的叶片,在水平圆盘上安装所组成。搅拌桨的桨叶外径、桨叶宽度和桨叶高度的比例,一.般为20:5:4。由于涡轮式搅拌器在搅拌工作发生时,会有高度湍动下的径向流动产生,所以此类搅拌器一般比较多用于气体、不互溶液体的分散和液液相反应过程。
c.桨式搅拌器。桨式搅拌器多数情况下分为平桨式搅拌器和斜桨式搅拌器两种类型。
平桨式搅拌器中最简单的结构一般是由两片平直桨叶组合而成。桨叶直径与桨叶高度之比一般为4:10,搅拌工作时所产生的径向液流速度较小。最简单的斜桨式搅拌器的结构是由两叶片相反折转45°或60°所构成,所以一般情况下会产生轴向液流。桨式搅拌器的结构简单,通常用于低粘度液体的混合和固体微粒的溶解和悬浮。
d.锚式搅拌器。锚式搅拌器的桨叶外缘的形状与搅拌容器的内壁要保持--致,两者之间仅有细小的间隙,由于这一结构特点,锚式搅拌器可以将贴附在搅拌容器内壁上的粘性反应产物或者沉积在槽底的固相颗粒清除掉,并且能够保证较好的传热效果。锚式搅拌器-般情况下常用于搅拌高粘度的牛顿型流体。
e.螺带式搅拌器。螺带式搅拌器的螺带的外径与螺距是相等的,此种结构的搅拌器专门用于高粘度液体和拟塑性流体的搅拌混合,通常在层流状态下进行操作。
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