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均相液體的混合機理

文章分類:行業資訊 / 發布時間:2015-06-05 / 關鍵詞:

低粘度液體的混合

總體流動將液體破碎成較大液團帶至設備各處,小尺度的混合是高度湍動液流的旋渦造成,不是槳葉直接打擊的結果。不同尺度和不同強度的旋渦對液團有不同程度的破碎作用,旋渦尺度小,破碎作用大,微元小。旋渦尺度和強度與流體總體流動湍動有關。流體總體流動湍動越高,旋渦尺度小,數量越多,攪拌效果越好。

高粘度及非牛頓流體的混合

高粘度流體為層流操作,混合機理主要是總體流動。同時槳葉端部的高剪切分割液團,達至宏觀的混合。攪拌器槳葉的結構,低轉速,大直徑攪拌器。

非牛頓流體的混合

剪切稀化,即高速度梯度使流體粘度減小,易于流動,促使流體混合。選擇低轉速,大直徑攪拌器。

液滴或氣泡的分散

分散相和連續相-破碎液體或氣體為分散相。液滴或氣泡的分散依靠高度湍動。界面張力使液滴團聚(表面積最?。?,抵抗液滴變形或破碎,克服界面張力液滴變形??偭鞲叨韧膭?,存在方向迅速變換的湍流脈動,液滴產生相對速度很大的繞動。繞動結果,沿液滴表面產生不均勻的壓強分布和表面剪應力,攪拌器將液滴壓扁并扯碎。湍動程度越大,液滴尺度越小。

液滴或氣泡的分散

實際攪拌過程:大液滴的破碎和小液滴的合并,導致液滴的不均勻分布,實際液滴尺寸分布取決于破碎和合并的抗衡。流體湍動程度不均也是造成液滴尺寸分布不均的重要因素。葉片不同區域液滴尺寸不同。

使液滴尺寸分布均勻的方法:

1.設備內湍動程度分布均勻;

2.液體中加入表面活性劑或保護膠,使液體不易合并。

氣體的分散:分散比液體困難,一般2~5mm。

固體顆粒的分散

固體表面發生潤濕過程,液體取代氣體進入顆粒間的間隙,顆粒團聚體被流體動力所打散。攪拌不改變顆粒的大小,達到小尺度的宏觀混合。

粗顆粒的分散

攪拌器轉速慢,顆粒沉于釜底,降低固液接觸面。懸浮臨界轉速:全部顆粒離開釜底懸浮起來的轉速。實際操作攪拌轉速大于臨界轉速,保證兩相有充分接觸界面。

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