渦輪式攪拌器

導(dǎo)語：渦輪式攪拌器（又稱透平式葉輪）隨葉片形狀和安裝角度不同其名稱和用途也不同。從形式上看有兩大類，一類是有一個(gè)圓盤安裝在輪轂上，葉片再安裝在圓盤上，稱圓盤渦輪式攪拌器．另一種是葉片直接安裝在輪轂上，稱開啟渦輪式攪拌器。應(yīng)用極廣，能處理黏度范圍很廣的流體。

渦輪式攪拌器概述

渦輪式攪拌器從結(jié)構(gòu)上可分為開式（開啟式）和盤式（圓盤式）兩類。開式有平直葉、斜葉、彎葉等，盤式有圓盤平直葉、圓盤斜葉、圓盤彎葉等。開式渦輪常用的葉片數(shù)有2葉和4葉，盤式渦輪以6葉常見。為改善流動(dòng)狀況，盤式渦輪有時(shí)把葉片制成凹形和箭形，稱為弧葉盤式渦輪和箭葉盤式渦輪。渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團(tuán)分散得很細(xì)，適用于低黏度到中等黏度流體的混合、氣液分散、固液懸浮，以及促進(jìn)良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。平直葉剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。彎葉是指葉片朝著流動(dòng)方向彎曲，可降低功率消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。

攪拌器中的依時(shí)性非牛頓流體介紹

攪拌器中許多實(shí)際流體不能簡(jiǎn)單地用公式或方程式來描述。這是因?yàn)檫@些復(fù)雜流體的黏度不僅與切應(yīng)變速率有關(guān)，還與剪切施加的時(shí)間有關(guān)。這就是依時(shí)性非牛頓流體，這種流體可以分成兩類：觸變性流體和震凝性流體。

(1)觸變性流體，鋼水?dāng)嚢杵鹘哒\(chéng)服務(wù)，觸變是指在恒定的切應(yīng)變速率下切應(yīng)力隨時(shí)間下降的流體行為，如攪拌器的攪動(dòng)變稀，靜止變稠等行為。通常認(rèn)為這種現(xiàn)象產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間的破壞或解節(jié)。這種結(jié)構(gòu)破壞的速率與可破壞的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量有關(guān)，隨著節(jié)點(diǎn)的破壞，節(jié)點(diǎn)重構(gòu)的速率開始增加，后會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。達(dá)到平衡后流體可能呈現(xiàn)純黏或黏彈。有時(shí)，也可能不存在平衡點(diǎn)，或結(jié)構(gòu)重構(gòu)需要很長(zhǎng)時(shí)間。此時(shí)，如果先以恒定的速度增加切應(yīng)變速率，然后再以恒定的速度降低切應(yīng)變速率，其切應(yīng)力和切應(yīng)變速率之間的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)一個(gè)滯后環(huán)，環(huán)面積越大，其依時(shí)性越強(qiáng)。

非自流性涂料、印刷油墨、番茄醬、奶油色拉、酸乳酪和石油鉆探泥漿等流體都顯示觸變性。

(2)震凝性流體 震凝是指在恒定的切應(yīng)變速率下切應(yīng)力隨時(shí)間增加的流體行為，如攪拌器猛烈攪拌即行凝結(jié)就屬于震凝。通常認(rèn)為這種現(xiàn)象產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間的形成。而且當(dāng)切應(yīng)變速率達(dá)到一定程度時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的形成不再繼續(xù)進(jìn)行，而結(jié)構(gòu)的解節(jié)將發(fā)生。但是有時(shí)人們也發(fā)現(xiàn)，有些流體受剪切時(shí)只發(fā)生結(jié)構(gòu)形成，而停止剪切時(shí)結(jié)構(gòu)開始緩慢瓦解。震凝通常只發(fā)生在中等切應(yīng)變速率下；在攪拌器高切應(yīng)變速率下，結(jié)構(gòu)通常不會(huì)形成。

膨潤(rùn)黏土液是具有震凝的流體。

槳式攪拌器中的折葉槳亦多用扁鋼制作（如圖2-47）．也有的采用角鋼制作槳葉。角鋼的抗彎強(qiáng)度比同樣截面積的扁鋼要好，將角鋼以一定角度安放，也可同樣起到折葉槳的效果。折葉槳與槳軸的連接方式與平槳的相同。槳式的通用尺寸為槳寬與槳徑之比b／dj= 0.10—0.25．加強(qiáng)筋板的長(zhǎng)度可以是槳葉的全長(zhǎng)，也可取槳長(zhǎng)的一半。槳葉的厚度通常由強(qiáng)度計(jì)算決定。

三曲面軸流攪拌器

軸流槳，適合中低黏度流體的混合、傳熱、循環(huán)、粒子懸浮、溶解等。

優(yōu)點(diǎn)：低剪切、強(qiáng)循環(huán)、低能耗，葉片可拆卸，可在大型攪拌槽中使用，中低運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

缺點(diǎn)：葉片為曲面，制造成本高。

應(yīng)用實(shí)例：在三葉推進(jìn)式攪拌器的應(yīng)用實(shí)例中，采用三葉推進(jìn)式攪拌器需要中間軸承，而使用一個(gè)直徑為1600mm的三曲面軸流型攪拌器，達(dá)到同樣的循環(huán)量，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速僅為50r/min，所需的電動(dòng)機(jī)功率也為3kW，而攪拌軸為懸臂軸，無磨損問題。