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低粘度互溶液體的攪拌過(guò)程特征及對攪拌的要求

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2017 08 08

黏度是流體的一種屬性。流體在管路中流動(dòng)時(shí),有層流、過(guò)度流、湍流三種狀態(tài),攪拌裝置中也同樣存在這三種流動(dòng)狀態(tài),而決定這些狀態(tài)的主要參數之一就是流體的黏度。在攪拌過(guò)程中,一般認為黏度大于50Pa.s的高黏度流體,在此以下則統稱(chēng)為低粘度,有時(shí)將黏度在5~50Pa.s范圍內的液體稱(chēng)為中黏度流體。

低黏度互溶液體的攪拌是兩種及兩種以上互溶液體在攪拌作用下,任意一點(diǎn)的濃度、密度、溫度以及其他物理狀態(tài)達到均勻的過(guò)程。通常又稱(chēng)為混勻過(guò)程,它是攪拌過(guò)程中最基本的一種過(guò)程。有時(shí)為了強調其屬于均相的特點(diǎn),也稱(chēng)其為調和或調勻。

低粘度互溶液體攪拌過(guò)程的主要特征是不存在傳遞過(guò)程的相界面。對于一個(gè)純物理混合過(guò)程,低粘度互溶液體的混合屬于最容易完成的過(guò)程。但如果混合過(guò)程伴有化學(xué)反應時(shí),則往往會(huì )使過(guò)程復雜化,主要表現在兩個(gè)方面:一是對混合時(shí)間有比較嚴格的要求,以避免發(fā)生一些不希望的副反應;二是大多有反應熱的導出或熱量的導入,從而增加了混合過(guò)程的控制難度。

低粘度互溶液體的攪拌操作一般都是在湍流狀態(tài)下進(jìn)行的。因而這一過(guò)程就具有較強的主體擴散、湍流擴散和分子擴散,在宏觀(guān)混合的過(guò)程同時(shí)伴有很強的微觀(guān)混合過(guò)程。

為達到攪拌液體的混合均勻狀態(tài),低粘度互溶液體的攪拌首先要求提供足夠的循環(huán)量、避免在(攪拌)設備內出現死區,使所有攪拌液體都能產(chǎn)生快速對流循環(huán)運動(dòng)。其次,還要求攪拌器造成的液體湍流強度或剪切速度要大,尤其是當兩種液體黏度相差比較大時(shí),剪切的存在將有利于高黏度液體在設備中的分散,有利于湍流擴散的強化。此外,當需要混勻的兩種液體液體數量相差較大時(shí),少量液體的加料位置是很重要的,理想的位置是葉輪區,或是在葉輪吸入口附近,以保證進(jìn)料能很快通過(guò)葉輪,促使攪拌裝置中液體很快達到濃度均化。

 


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