攪拌不同粘度溶液的攪拌器選擇
為了使流體得到有效的攪拌混合，需要考慮多種因素，如攪拌器位置、結構、轉速、反應釜容量、流體物性、粘度等。本文僅針對流體粘度的變化情況，簡(jiǎn)要闡述了不同的攪拌器結構及其適用范圍，為在實(shí)際生產(chǎn)生活中選擇合適構型的攪拌器，以達到較好的攪拌效果提供一定的參考。
摘 要：攪拌在實(shí)驗過(guò)程和實(shí)際生產(chǎn)中起著(zhù)非常重要的作用，主要是將兩種或兩種以上不同介質(zhì)進(jìn)行充分接觸混合或進(jìn)行充分反應。目前攪拌方式主要包括典型的機械攪拌、氣流攪拌和超聲震蕩等方式，其中傳統的機械攪拌因結構簡(jiǎn)單、易操作、制作方法較為成熟而被廣泛應用于各個(gè)工藝。攪拌器的分類(lèi)方法有很多，可按反應釜流體流動(dòng)形態(tài)、葉片攪拌結構等進(jìn)行劃分，此處主要按反應釜攪拌裝置的用途進(jìn)行劃分，主要分為中低粘度和高粘度流體用攪拌器。攪拌器主要是對兩種或多種不同介質(zhì)進(jìn)行充分混勻，然后發(fā)生物理反應或復雜的化學(xué)反應，同時(shí)發(fā)揮傳質(zhì)、傳熱等作用，可對液相-液相、固相-液相、氣相-液相或固-液-氣相進(jìn)行均勻分散。根據反應釜中流體的粘度大小，選擇不同的攪拌器進(jìn)行攪拌，以達到反應的目的，以下對中低粘度流體用攪拌器和高粘度流體用攪拌器進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
關(guān)鍵詞：粘度;攪拌器;選擇
一、中低粘度流體用攪拌器選擇
粘度是流體粘滯性的一種參數，即受外力作用移動(dòng)時(shí)，液體分子間產(chǎn)生的內摩擦力的量度。對于中低粘度流體，我們可選取以下幾種攪拌器。
(一)推進(jìn)式攪拌器
推進(jìn)式攪拌器一般有三瓣葉片，其葉長(cháng)較短，與反應釜內徑之比為0.2～0.5，攪拌時(shí)，流體進(jìn)入槳葉，經(jīng)筒狀螺形攪拌器排出，至容器底部返回，采用軸向循環(huán)，結構簡(jiǎn)單，制造方便，適用于低粘度、流量大的裝置，適用于液-液體系、低濃度固-液體系。
(二)漿式攪拌器
漿式攪拌器結構簡(jiǎn)單，一般有2～4瓣葉片，可分為直、斜葉式，即葉面分別與旋轉方向呈垂直或傾斜狀態(tài)，流體自軸桿向下運動(dòng)，沿反應釜內壁上移，不斷重復循環(huán)，其槳葉直徑較小，轉速較高，適用于低粘度(≤20Pa・s)液-液體系、固-液體系。
(三)板框漿式攪拌器
板框漿式攪拌器在漿式攪拌器基礎上，添加了板框，在一定程度上使得流體軸向循環(huán)更好。
(四)渦輪式攪拌器
渦輪式攪拌器主要分為圓盤(pán)式和開(kāi)放式。其中圓盤(pán)式渦輪攪拌器是由軸桿底部連接圓盤(pán)，并普遍帶有六葉，葉型分平直、傾斜、彎曲等類(lèi)型，其直徑一般為反應釜內徑的1/3。該攪拌器中流體自渦輪流出，沿葉片水平擴散開(kāi)來(lái)，分散性很好，適用于混合中低粘度的流體。
(五)布魯馬金式攪拌器
布魯馬金式攪拌器，類(lèi)似渦輪式攪拌器，結構相對復雜，槳葉前端有后掠角的大寬槳葉，流體沿徑向運動(dòng)，沿切線(xiàn)排到大寬槳葉，產(chǎn)生對流及湍流擴散效應，分散性極好，適用于中低粘度的混合液。
(六)三葉后掠式攪拌器
三葉后掠式攪拌器結構較為復雜，制造工藝較難，同樣類(lèi)似于渦輪式攪拌器，在反應釜內流體采用徑向流，自攪拌軸吸入槳葉，沿槳葉切線(xiàn)排出，具有良好的循環(huán)性、均勻性，適合中低粘度懸浮液或反應過(guò)程中粘度升高的流體。
二、高粘度流體用攪選擇
粘度較高的流體具有較大的內摩擦力，在攪拌時(shí)，需要較大的機械能使流體內部分子間發(fā)生相對運動(dòng)，因此對攪拌器的強度有一定要求，選取類(lèi)型如下所示。
(一)錨式攪拌器
錨式攪拌器是在漿式攪拌器基礎上變形而來(lái)，由水平和垂直槳葉焊接組合，該結構較為堅固，不易發(fā)生變形，當攪拌器底部形狀與反應釜底相似時(shí)，則為錨式攪拌器。其直徑較大，約為反應釜內徑的2/3～9/10，距釜內壁較近，可將壁上粘著(zhù)的物料刮掉，提升導熱性，其具有較強的剛性，適用于對高粘度(≤100Pa・s)流體進(jìn)行攪拌，如高濃度懸浮液的反應、沉降晶析等。
(二)框式攪拌器
框式攪拌器與錨式攪拌器類(lèi)似，只是在錨式裝置基礎上增加一橫槳葉，相對錨式結構剛性增強，混合力度加大，其豎槳葉與反應釜內壁保持平行且相近，易于刮掉內壁沉積物料，提升導熱性，同樣適用于攪拌高濃度固-液懸浮體系、液-液分散體系等。
(三)鋸齒圓盤(pán)式攪拌器
鋸齒圓盤(pán)式攪拌器是在圓盤(pán)渦輪裝置基礎上發(fā)展起來(lái)的，結構相對復雜，其攪拌軸底部連接邊緣呈鋸齒形圓盤(pán)，在一定轉速下提升剪切能力，流體由渦輪的鋸齒邊緣切向流出，再沿槳葉切向方向流出，更易于混合均勻，適用于高濃度乳濁液、懸浮液等的分散。
(四)螺帶式攪拌器
螺帶式攪拌器的剛性強度較上述幾種高粘度攪拌裝置強得多，是由2～3個(gè)具有一定寬度的鋼帶按一定螺距呈螺旋狀繞于軸桿上形成，鋼帶邊緣與釜壁相貼，其間隙很小，攪拌時(shí)能不斷將粘于釜壁的沉積物料刮掉，且流體呈軸向運動(dòng)，沿內壁不斷螺旋上移，再沿槳軸向下排出。其一般是在層流狀態(tài)下操作，適用于黏度高的流體混合等。
(五)螺桿式攪拌器
螺桿式攪拌器與螺帶式結構相似，比之較為簡(jiǎn)單，其軸桿僅由一個(gè)鋼帶纏繞而成，其直徑較小，軸中心周?chē)黧w混合度較高，采用軸向運動(dòng)，適用于中高粘度的流體混合、傳熱等。
(六)螺桿-螺帶式攪拌器
螺桿-螺帶式攪拌器主要由螺桿式和螺帶式組合而成，對流體的傳質(zhì)、傳熱、混合均勻性非常好，綜合了螺桿式和螺帶式攪拌器的優(yōu)點(diǎn)，相對結構較為復雜，適用于高粘度流體的反應。
結語(yǔ):
本文在不考慮其它因素的情況下，主要針對不同粘度的流體的攪拌，簡(jiǎn)要介紹不同的攪拌器構型及其使用范圍。綜上所述，當攪拌低粘度流體時(shí)，可以選用構型簡(jiǎn)單的攪拌器，如推進(jìn)式、漿式;當攪拌中粘度流體時(shí)，可以選用扭力相對較大的渦輪式、布魯馬金式等攪拌器;當攪拌高粘度流體時(shí)，需要一定的剛性強度，可采用錨框式、鋸齒圓盤(pán)式、螺帶式等。
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