渦輪式攪拌器的分類及特點

渦輪式攪拌器隨葉片形狀和安裝的角度不同其名稱和用途也不同。從安裝形式上看有兩大類，一類是有一個圓盤安裝在輪轂上，葉片再安裝在圓盤上，稱圓盤渦輪式機械攪拌器．另一種是葉片直接安裝在輪轂上，稱開啟渦輪式攪拌器。若葉片垂直安裝的稱徑向流渦輪，葉片傾斜安裝的稱軸向流渦輪。若葉片呈彎曲形的還可稱作彎曲葉渦輪。　渦輪式攪拌器的葉徑與罐徑之比通常為0.25-0.5，轉(zhuǎn)速為50-300dmin．適應(yīng)的高黏度為30Pa.s左右。

通常彎曲葉徑向流渦輪的葉片是用鋼板彎曲制成的，有些場合用壓扁的圓管來制作彎曲形葉片，并且為了能使葉輪能貼近罐底的封頭安裝，將葉片略向上翹（上翹角約15度左右），葉片有二葉、三葉和四葉的，其中以三葉的用得多，且往往葉片的傾角不足90度而是75度-80度，習(xí)慣上常將此類葉輪稱為后掠式葉輪。三葉后掠式葉輪還被稱作法武都拉式(Pfaudler)葉輪，因為它是法武都拉公司開發(fā)的，它常與指形擋板配合用于混合、傳熱、懸浮、氣體吸收和乳化。三葉后掠式葉輪還常用于搪玻璃攪拌釜中。

攪拌器混合速率和混合效率

在攪拌器的攪拌過程中，我們常用均一化時間θm來定量地表示混合速率。均一化時間θm的定義是：將兩種完全互溶，但其物理或化學(xué)性質(zhì)（如電導(dǎo)率、顏色、溫度、折光率等）有差異的流體通過攪拌使之達(dá)到規(guī)定混合程度所需的時間。由于測量混合時間的種種條件以及所要求達(dá)到的終均勻程度是人為確定的，故θm的數(shù)值僅在相同的測試條件下有相互比較的價值。

在對比不同攪拌葉輪的混合速率時常用無量綱混合時間，即混合時間數(shù)Tm：

Tm=θmN

Tm的物理意義為：達(dá)到規(guī)定混合，攪拌器葉輪所需的轉(zhuǎn)數(shù)。Tm值越低，則表明該葉輪的混合速率越高。

在湍流混合時，各種葉輪的Tm為一常數(shù)；而在高黏度液體的層流攪拌時，對于那些適合于高黏度液體混合的葉輪，如螺帶式或螺桿式葉輪等則Tm亦為一常數(shù)；然而對于一些不適合高黏度液體混合的葉輪來說，例如用d/D=0.5左右的盤式渦輪在層流下混合高黏度液體時，由于罐內(nèi)有混合死角，不能求得確切的均一化時間θm，故也不能算得Tm值。

有人研究了Tm和Np、Nqd等的關(guān)系，對于用平葉渦輪式、平葉槳式．彎曲葉槳式、布魯馬金式和推進式等葉輪攪拌低黏度液體的場合得到如下的關(guān)系式：

常用單位體積混合能Wv來表示混合效率。Wv是單位體積攪拌功率和均一化時間θm的乘積。Wv=pvθm。

需指出的是θm。不是一個嚴(yán)密定義的量，如前所述，它隨測量者的實驗條件而變。故用Wv來比較不同葉輪的混合效率時，往往用一個基準(zhǔn)的葉輪的Wv值作為參比值。

適用于固液懸浮的攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸

固液懸浮是借助攪拌器的作用，使固體顆粒懸浮在液體中，形成固液混合物或懸浮液。均勻懸浮的主要控制因素是循環(huán)速率及湍流強度，其中容積循環(huán)速率又往往是的因素。固液懸浮操作以渦輪式攪拌器使用范圍，其中以開啟式渦輪，它沒有中間圓盤，不致阻礙槳葉上下的液相混合。彎葉、斜葉開式渦輪的優(yōu)點更突出，它的排出性能好，槳葉不易磨損，用于固液懸浮操作更合適。通常采用寬葉的開啟式四斜葉渦輪式攪拌器，容器底為錐形時，其尺寸為：df/D=0.4～0.5，C/d=0.5，H/D=1；碟形時d/D=0.4。如固液密度差較小時，也可采用標(biāo)準(zhǔn)的開啟式四斜葉渦輪式攪拌器；若含固量很高，且固液密度差較小時，可采用平槳；若混合液黏度低于0.4Pa.s，特別是0.1Pa.s以下，固液密度差小，含固量低，可用推進式，并在湍流區(qū)全擋板條件下操作，其參數(shù)可取d/D=0.33， C/d=1，H/D=1。對懸浮體系，當(dāng)密度差小，且只要求懸浮物離開罐底而不必均勻懸浮時，攪拌轉(zhuǎn)．速也不必太大，可用底擋板；當(dāng)密度差大，并要求均勻懸浮時，攪拌轉(zhuǎn)速較高，應(yīng)采用底擋板和壁擋板；如懸浮物易黏附在擋板上，可采用導(dǎo)流筒。對帶纖維的固體懸浮可選用后彎式渦輪攪拌器。固液懸浮采用長薄葉螺旋槳等也是不錯的選擇。

對于固體懸浮，絮凝攪拌器增創(chuàng)效益，其攪拌難度取決于懸浮粒子的沉降速度。懸浮程度與顆粒的沉降速度成反比，即攪拌轉(zhuǎn)速愈高，直徑愈大，顆粒的沉降速度愈小，獲得的攪拌程度愈高。