第三章液体的搅拌一、搅拌目的和方法1、搅拌目的均相混合:互溶液体的混合非均相混合:不互溶液体的分散、接触气液的分散、接触固体颗粒在液体中悬浮接触强化过程:使液体与器壁的传递加快2、方法机械搅拌、气流搅拌、射流搅拌二、搅拌器的类型与选用根据工作原理分类:旋浆式大流量、低压头涡轮式小流量、低压头三、混合效果的度量1、调匀度:使VAVB完全均匀混合后,平均浓度
C
A0
VVV
AA
B
在搅拌器内任意地取样分析浓度,则定义调匀度I:
I
CC
A
CC
A
A0
A0
fI
1C1C
A
CC
A
A0
A0
显然,I1,完全均匀时,I1调匀度只能反映某局部的混合均匀效果,且其值与取样量的多少有关,整体混合效果用平均调匀度
I
I
i1
i
1、混合尺度分散物质微团尺寸的大小与调匀度应同时作为效果的描述指标,对不同的物系,其可能达到的尺度:互溶液体:分子尺度不互溶液体:只能达到微团尺度,搅拌越激烈,微团尺度越小液固系统:只能大尺度四、混合机理1、大尺度的混合机理:对微团尺度无要求,只要求微团均匀分布在容器内各处,要求搅拌器能产生强大的循环流量,并且无流动死角2、小尺度混合机理A微团的形成:由于流体内部的剪切力使液滴变形,碎成小液滴,湍动越激烈,剪切越大,微团尺度越小
fB互溶液体的混合机理分子尺度的混合,只能靠分子扩散完成,搅拌只能将大液滴小液滴,缩短达到分子尺度的时间,加快混合速度C不互溶液体的混合机理总体流动只能获得较大的液滴和较好的均匀性,要得到小尺度的混合,须增加液滴与连续相的相对速度和表面压力,使液滴破碎所以,大尺度混合只须大的总体流量,而对湍动要求不高,为达到小尺度混合均匀,除产生强大的总体流动,还须产生强大湍动3液滴尺度的分布表面张力小液滴合并剪切力大液滴破碎当容器内湍动不均匀时,则液滴分布不均匀,为使液滴分布均匀,采取的措施:A设法使容器内湍动分布均匀B加表面活性剂,改变液滴的表面张力五、搅拌器的功能1产生强大的总体流动2产生高度的湍流六、强化湍动的措施1提高搅拌器的功率
f2阻止容器内液体的圆周运动3装导流装置七、搅拌功率1搅拌功率NNNgVHV流量,反映总体流动的强度H压头,反映湍动的强度对搅拌器,要求能消耗更多的功率,以获得较好的效果2功率曲线(几何相似:形状相同,几何尺寸的比值相等)
在几何相似的前提下:
Nk
d
3
5
KfR
eM
R搅拌雷诺数
eM
KCR
m
eM
m1
4当ReMr