第五章混合机械设备.ppt

2．不同性质物料的混合 精细化工生产中需要混合的物料多种多样,主要的物料混合以及对应的混合方式主要有下面几种 液体的混合. 密度成份不同.互不相溶的液体. 少量不溶解的粉状固体与液体的混合. 不同膏状物的混合. 不同的热塑性及热塑性物料与少量粉状固体的混合. 流动性好的颗粒状固体物. 流动性很差的.互相发生黏附的颗粒或粉状固体. 名词： 1.牛顿流体：无论是搅拌与否，黏度都相同的流体。 2.非牛顿流体：凡是黏度随剪切应力及速度梯度的变化而有变化的流体。 非牛顿流体 2.根据搅拌过程和目的选型 这种方法是通过搅拌过程和目的，对照搅拌器造成流动状态做出判断来选择。 低粘度均相的液—液混合，搅拌难度小。 旋桨式循环能力强，动力消耗少，最适用。 平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。 涡轮式动力消耗大，增加费用。 2．根据搅拌过程和目的选型 6．旁入式搅拌 (c) (a) (b) 7．组合式搅拌 锚－齿片－螺杆组合型搅拌设备 1－螺杆；2－齿片；3－锚 为了提高混合效率，需要将两种或以上形式不同，转速不同的搅拌器组合起来使用，为组合式搅拌设备。图5-23是锚-齿片-螺杆组合，三个叶轮的旋转轴互不重合，称作非同轴组合式搅拌设备。 框－涡轮组合型搅拌设；1－电机；2－框式搅拌器；3－刮板；4－双层涡轮 组合式搅拌 图5-24中的组合搅拌设备把框式搅拌器与另一个涡轮搅拌器组合，由于两个搅拌叶轮安置在同一轴上，故称作同轴组合式搅拌设备。 （二）搅拌器类型 两大类： （1）小面积叶片高转速运转的搅拌器，属于这种类型的搅拌器有桨式、涡轮式、推进式（旋桨式）、布鲁马金式、齿片式等，多用于粘度低的物料； （2）大面积叶片低转速运转的搅拌器，属于此类型的搅拌器有框式、锚式、垂直螺旋式、螺杆式等，多用于高粘度的物料。 桨式 弯叶开启涡轮式 折叶开启涡轮式 推进式（旋桨式） 布鲁马金式 齿片式 直叶圆盘涡轮式 锚式 框式 螺带式 螺杆式 搅拌器的类型图5-25 （三）搅拌流型 搅拌设备内的流型取决于搅拌方式.搅拌器.釜.挡板等的几何特征.流体性质以及转速等因素.在一般情况下.搅拌轴安装在釜中心时.搅拌将产生三种基本流型:1 切向流，2 轴向流，3 径向流.上述三种基本流型.通常可能同时存在.其中.轴向流与径向流对混合起主要作用.而切向流应加以抑制.可通过加人挡板削弱切向流.以增强轴向流与径向流. 1．平直桨叶与流型 图5-26为平直叶圆盘涡轮搅拌器工作时产生的流动状态，其流型主要为垂直于罐壁的径向流动。 2．螺旋面桨叶与流型 其桨叶类似于通常的推进式螺旋桨形状，此类桨叶又称为推进式桨叶。当桨叶旋转时，此种类型桨叶产生的流动状态不但有水平环流、径向流，而且也有轴向流动，其中以轴向流量最大。因此，此类桨叶称轴流型桨叶。 3．垂直螺杆式桨叶与流型 螺旋面可以看成是许多折叶的组合，这些折叶的角度逐渐变化。所以，此类型螺旋面桨叶产生的流型有水平环向流、径向流和轴向流，其中以轴向流量最大。 （四）搅拌器的特点 1．齿片式叶轮 齿片式叶轮的应用领域有：液－液分散体系，如树脂的混合；固－液体系．如使高岭土、粘土、氯化钙和颜料等达到高度分散。 对于低粘度液体，齿片式叶轮的叶径与罐径之比为0. 25－0.35，随着粘度的增加，叶径增大，但叶径与罐径之比不会超过0.5，该叶轮的粘度适用范围为小于50Pa·s。 2．涡轮式叶轮 涡轮式叶轮的叶径与罐径之比通常为0.25－0.5，叶轮的转速一般为50－300r/min，适应的最高粘度为30Pa·s左右。 3．桨式叶轮 在立式搅拌机中，使用桨式叶轮的占大约50％左右。对于低粘度液体，桨式叶轮的叶径与罐径之比为0. 35－0.5，对于高粘度液体为0. 65－0.9；使用的转速为20－100r/min；适应的最高粘度为50Pa·s 4．推进式叶轮 推进式叶轮所用的转速一般为200－400r/min，在此转速范围内搅拌机易做得很小巧，故可制成便携式的。叶轮直径与罐径之比为0.1－0.3，是比较小的，因此推进式叶轮不能用于过高的粘度，最多到2－3Pa·s。 5．锚式、框式叶轮 锚式、框式叶轮使用于低粘度液体时，式叶轮的叶径与罐径比为0.7－0.9，对于高粘度液体则为0.8－0.95。转速通常为10－50 r/min，适用的最高粘度为200－300 Pa·s。 6．螺带式叶轮 使用螺带式叶轮的场合有：制造合成橡胶、合成树脂的聚合反应等，对液体与粉体形成的湿泥状液也能使用。对于膏状物、粘性低的淤浆液和粘性低的易剪断物，螺带式叶轮不宜使用。 （五）搅拌器的选择 1．根据流体粘度的高低选型 由于物料的粘度对搅拌状态有