攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的

實現(xiàn)液液分散，是攪拌器的主要任務之一。在液液分散的過程中，密度大的一種液體稱之為重相，密度小的稱之為輕相，一般情況下，我們都是通過攪拌器的攪拌，使輕相分散在重相之中，反之也可以。被分散的一種液相稱之為分散相，另一種稱之為連續(xù)相，另外，也有不存在連續(xù)相的情況，就是將兩者打散，均勻分散。

一般情況下，我們通過攪拌器實現(xiàn)液液分散的目的如下：

1.增加兩種液體的相界面，相界面可以簡單直觀的理解為兩種不同物質(zhì)的分界面，實現(xiàn)液液分散后，這個分界面會消失，使這個分界面消失的轉速就稱之為臨界攪拌轉速。分界面消失后，兩種液體充分接觸，接觸面積更大，相界面也就更大，有利于后續(xù)反應的進行。

2.減小了分散相液滴外部擴散膜之阻力，這樣就加快的分散相液滴之間的分散和凝并，更加有利于傳質(zhì)。

黏彈性流體兼有黏性液體與彈性固體的特性，能在變形后呈現(xiàn)彈性恢復，具有與非依時性和依時性這兩類非牛頓流體的黏性效應。聚合物熔體和溶液是典型的黏彈性流體，在定態(tài)剪切下表現(xiàn)出前述純黏性非牛頓流體的特性，而當剪切發(fā)生變化（包括擴大、收縮流和非定態(tài)流動）時則表現(xiàn)出彈性。黏彈性流體具有以下特異流動行為。

(1)爬桿效應（Weissenberg效應），用攪拌器攪拌黏彈性流體時，溶堿罐攪拌器服務熱情，轉軸處的液面沿軸上升，離軸較遠處的液面下降。這一行為與牛頓流體正好相反。為此在設計流體黏彈性較強的攪拌器時，應選擇合適的攪拌器。否則，會因爬桿效應使流體全部包裹在攪拌器上，與攪拌軸同步旋轉，從而使混合和傳熱等過程均不能正常進行。

(2)膨脹效應（Barus效應），黏彈性流體從圓管或小孔中流出時有射流膨脹現(xiàn)象，此時流出液的大直徑dmax可達圓管內(nèi)徑d的2～3倍。黏彈性流體的膨脹程度與所流經(jīng)的圓管長度有關，圓管越長，膨脹程度越?。欢攬A管充分長時，膨脹比B (B=dmax/d)會達到一定值。膨脹比在聚合物加工中是一重要現(xiàn)象，通過測量膨脹比可獲得法向應力差的信息。

(3)記憶現(xiàn)象（又稱彈性滯后），施加壓力梯度使黏彈性流體在管內(nèi)流動；當突然移去壓力梯度，黏彈性流體將反向移動一段距離后才停止。

(4)反向次流，在液體中插入一旋轉圓盤，形成的主流是切向流，同時在轉盤下方形成軸向次流。在牛頓流體中，次流的方向是軸中心處流體向上而四周流體向下；黏彈性流體則相反，軸心處流體向下而容器四周的流體向上運動。反向次流對攪拌器的攪拌、傳質(zhì)等操作是一個重要的影響因素。

罐中液體的循環(huán)流動是達到物料混合所的流動狀態(tài)，而湍流擴散、剪切流又是某些攪拌過程快速進行達到攪拌目的所需要的。雖然某種合適的流動狀態(tài)也要靠攪拌罐及其他附件來共同造成，但是葉輪的形狀與運轉情況仍可以說是決定罐內(nèi)流動狀態(tài)的基本的因素。

各種攪拌葉輪形狀按攪拌器的運動方向與葉輪表面的角度可分為三類，即平葉、折葉和螺旋面葉。槳式、渦輪式、錨式、框式等的葉輪都是平葉或折葉，而推進式、螺桿式、螺帶式的葉輪則為螺旋面葉?！　∑饺~的槳面與運動方向垂直，即運動方向與槳面法線方向一致。折葉的槳面與運動方向成一個傾斜角度；一般這個傾斜角度為45或60度等。螺旋面葉是連續(xù)的螺旋面成其中一部分，葉片曲面與運動方向的角度逐漸變化，如推進式葉片的根部曲面與運動方向一般可為40-70度，而其葉端的曲面與運動方向的角度較小，一般為17度左右。　　由于平葉的運動方向與槳面垂直，所以當葉輪低速運轉時，液體的主要流動為水平環(huán)向的流動。

當葉輪轉速增大時，液體的徑向流動就漸漸增大。葉輪轉速愈高，由平葉排出的徑向流愈強。但只靠葉輪本身，它造成的軸向流動還是很弱的。折葉由于槳面與運動方向成一定傾斜角，所以在葉輪運動時，除有水平環(huán)流外，還有軸向分流。在葉輪轉速增大時，還有漸漸增大的徑向流。螺旋面可以看成是許多折葉的組合，這些折葉的角度逐漸變化，所以螺旋面的流向也有水平環(huán)向流、徑向流和軸向流，其中軸向流量大。