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低粘度互溶液体的搅拌过程特征及对搅拌的要求

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2017 08 08

黏度是流体的一种属性。流体在管路中流动时,有层流、过度流、湍流三种状态,搅拌装置中也同样存在这三种流动状态,而决定这些状态的主要参数之一就是流体的黏度。在搅拌过程中,一般认为黏度大于50Pa.s的高黏度流体,在此以下则统称为低粘度,有时将黏度在5~50Pa.s范围内的液体称为中黏度流体。

低黏度互溶液体的搅拌是两种及两种以上互溶液体在搅拌作用下,任意一点的浓度、密度、温度以及其他物理状态达到均匀的过程。通常又称为混匀过程,它是搅拌过程中最基本的一种过程。有时为了强调其属于均相的特点,也称其为调和或调匀。

低粘度互溶液体搅拌过程的主要特征是不存在传递过程的相界面。对于一个纯物理混合过程,低粘度互溶液体的混合属于最容易完成的过程。但如果混合过程伴有化学反应时,则往往会使过程复杂化,主要表现在两个方面:一是对混合时间有比较严格的要求,以避免发生一些不希望的副反应;二是大多有反应热的导出或热量的导入,从而增加了混合过程的控制难度。

低粘度互溶液体的搅拌操作一般都是在湍流状态下进行的。因而这一过程就具有较强的主体扩散、湍流扩散和分子扩散,在宏观混合的过程同时伴有很强的微观混合过程。

为达到搅拌液体的混合均匀状态,低粘度互溶液体的搅拌首先要求提供足够的循环量、避免在(搅拌)设备内出现死区,使所有搅拌液体都能产生快速对流循环运动。其次,还要求搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大,尤其是当两种液体黏度相差比较大时,剪切的存在将有利于高黏度液体在设备中的分散,有利于湍流扩散的强化。此外,当需要混匀的两种液体液体数量相差较大时,少量液体的加料位置是很重要的,理想的位置是叶轮区,或是在叶轮吸入口附近,以保证进料能很快通过叶轮,促使搅拌装置中液体很快达到浓度均化。

 


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