推进式搅拌器(搅拌器专业知识)

Posted 2023-05-27

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推进式搅拌器(搅拌器专业知识)

流体在管路中流动时，有层流、过渡流、湍流三种状态，搅拌设备中同样也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粘度（是指流体对流动的阻抗能力。）

因此，在搅拌设备中我们会用到搅拌器。

1原理及流型

原理：搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液体在搅拌容器内循环流动。

流型

流型与搅拌效果、搅拌功率的关系十分密切。搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手。

搅拌机顶插式中心安装立式圆筒的三种基本流型：径向流、轴向流和切向流。

径向流

流体流动方向垂直于搅拌轴，沿径向流动，碰到容器壁面分成二股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片，形成上、下二个循环流动。

轴向流

流体流动方向平行于搅拌轴，流体由桨叶推动，使流体向下流动，遇到容器底面再向上翻，形成上下循环流。

切向流

流体流动方向平行于搅拌轴，流体由桨叶推动，使流体向下流动，遇到容器底面再向上翻，形成上下循环流。

2搅拌器在容器内的安装方式

3搅拌器的分类

1旋桨式搅拌器

旋桨式搅拌器是一种应用广泛的轴流型高性能搅拌器，其排出性能，剪切力低。低速时呈对流循环状态，高速时呈湍流状态，较大的叶片倾角和叶片扭曲度能使搅拌器在过渡流甚至湍流时也能达到较高的流动场，其排液能力比传统的推进式搅拌器提高30%。适用于低粘度的混合、溶解、固体悬浮、传热、反应传质、萃取、结晶操作。

2涡轮式搅拌器

涡轮式搅拌器（又称透平式叶轮），是应用较广的一种搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。由在水平圆盘上安装2～4片平直的或弯曲的叶片所构成。

涡轮搅拌器速度较大，300～600r/min。涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高，搅拌产生很强的径向流。有较大的剪切力，可使流体微团分散的很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液-液分散、液-固悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。

3桨式搅拌器

桨式搅拌器结构最简单，叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数是2、3或4片，叶片形式可分为平直叶和折叶氏两种，即根据叶片的形状特点不同可分为平桨式搅拌器和斜桨式搅拌器。平桨式搅拌器产生的是径向力，斜桨式搅拌器产生的是轴向力，桨式搅拌器适用于低黏度的液体，悬浮液及溶解液搅拌。

应用：1、液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固—液系中多用于防止固体沉降。

2、主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使用较多。

3、也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。

4锚式搅拌器

锚式搅拌器结构简单，适用于粘度在100Pa·s以下的流体搅拌，当流体粘度在10~100Pa·s时，可在锚式桨中间加一横桨叶，即为框式搅拌器，以增加容器中的混合。

特殊框锚式搅拌器

此类搅拌器为慢速型搅拌器，常用于中高粘度液体混合、传热反应等过程。

1. 锚框式（MKS）低速旋转时沿壁面能得到大的剪切力，可防止沉降及壁面附着，底部形状贴合椭圆形罐与中间的底轴承。

2. 锚带式（MDS）是螺带和框式的组合，结合了螺带式和框式搅拌器的作用。

3. 方框式（FKS）、方栅式（FSS），形状简单制作容易，效能同框式，中等粘度的混合、溶解更适合些。

4. 板框式（BKS）是一粘度范围应用很宽的高效混合叶轮，叶轮结构简单，叶轮在搅拌罐的纵剖面上的投影面积占罐的纵剖面面积比例很大。具有很高的混合效率，并有较大的剪切力，适用于固液悬浮、液液分散、以及使气体从液体表面吸入的气液传质和传热操作。

5螺带式搅拌器

螺带式搅拌器的叶片为螺带状，螺带的数量为两到三根，被安装在搅拌器中央的螺杆上，螺带式搅拌器的螺距决定了螺带的外径。螺带式搅拌器通常是在层流状态下操作，适用于黏度高的液体和拟塑性的流体混合。

6变频双层搅拌器

变频双层搅拌器变频搅拌器的底座、支杆、电动机使用专利技术固定为一体。专利夹头，无松动、无摇摆、不会脱落，安全可靠。镀铬支杆，下粗上细，钢性强、结构合理。具有移动方便,重量轻等优点.适合各类小型容器。

7侧入式搅拌机

侧入式搅拌机是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上，搅拌机上的搅拌器通常采用轴流型，以推进式搅拌器为多，在消耗同等功率情况下，能得到最高的搅拌效果，功率消耗仅为顶搅拌的1/3～2/3，成本仅为顶搅拌的1/4～1/3。转速可在200～750r/min。

广泛用于脱硫、除硝以及各种大型贮罐或贮槽的搅拌。特别是在大型贮槽或贮罐中利用一台或多台侧入式搅拌机一起工作，在消耗低能耗的情况下便可以得到良好的搅拌效果。

4搅拌器选型

1、按搅拌目的选型

搅拌目的	挡板条件	推荐形式		流动状态
互溶液体的混合及在其中进行化学反应	无挡板	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、桨式、圆盘涡轮		湍流 (低粘流体)
	有导流筒	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式
	有或无导流筒	桨式、螺杆式、框式、螺带式、锚式		层流 (高粘流体)
固—液相分散及在其中溶解和进行化学反应	有或无挡板	桨式、六叶折叶开启式涡轮		湍流 (低粘流体)
	有导流筒	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式
	有或无导流筒	螺带式、螺杆式、锚式		层流 (高粘流体)
液—液相分散（互溶的液体）及在其中强化传质和进行化学反应	有挡板	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、桨式、圆盘涡轮式、推进式		湍流 (低粘流体)
液—液相分散（不互溶的液体）及在其中强化传质和进行化学反应	有挡板	圆盘涡轮、六叶折叶开启涡轮		湍流 (低粘流体)
	有反射物	三叶折叶涡轮
	有导流筒	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式
	有或无导流筒	螺带式、螺杆式、锚式		层流 (高粘流体)
气—液相分散及在其中强化传质和进行化学反应	有挡板	圆盘涡轮、闭式涡轮		湍流 (低粘流体)
	有反射物	三叶折叶涡轮
	有导流筒	三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式
	有导流筒		螺杆式	层流 (高粘流体)
	无导流筒		锚式、螺带式

2、按搅拌器型式和适用条件选型

推进式搅拌器——用于低粘度流体的混合，循环能力强，动力消耗小，可应用到很大容积的搅拌容器中。

涡轮式搅拌器——应用范围较广，各种搅拌操作都适用，但流体粘度不宜超过50Pa·s。

桨式搅拌器——结构简单，在小容积的流体混合中应用较广，对大容积的流体混合，循环能力不足。

锚式、螺杆式、螺带式——适用于高粘流体的混合

3、按搅拌器不同过程选型

搅拌过程	主要控制因素	搅拌器型式
混合（低粘度均相液体）	循环流量	推进式、涡轮式，要求不高时用桨式
混合（高粘度液体）	①循环流量 ②低转速	涡轮式、锚式、框式、螺带式、带挡板式的桨式
分散（非均相液体）	①液滴大小 ②循环流量	涡轮式
溶液反应（互溶体系）	①湍流强度 ②循环流量	涡轮式、推进式、桨式
固体悬浮	①循环流量 ②湍流强度	按固体颗粒的粒度、含量及密度决定采用桨式、推进式或涡轮式
固体溶解	① 剪切作用 ②循环流量	涡轮式、推进式、桨式
气体吸收	①剪切作用 ②循环流量 ③高转速	涡轮式
结晶	①循环流量 ②剪切作用 ③低转速	按控制因素采用涡轮式、桨式或桨式的变形
传热	①循环流量 ②传热面上高流速	桨式、推进式、涡轮式

5提高搅拌效果的措施

1、装设挡板

装设挡板，既能提高液体的湍流程度，又能使切向流动的变化变为轴向和径向流动，制止打旋现象。装设挡板后，液面下凹现象基本消失，釜内液体流动形成湍流，使搅拌效果显著提高。

2、偏心安装搅拌器

搅拌器的偏心或偏心且倾斜安装，不仅可以破坏循环对路的对称性有效抑制打旋现象，而且增加液体的湍流程度从而使搅拌效果提高。

3、设置导流筒

导流筒为一圆筒体，其作用是使桨叶排出的液体在导流筒内部和外部形成轴向循环流动。导流筒可限定釜内液体流动路线，迫使釜内液体通过导流筒内的强烈混合区，既提高了循环流量和混合效果，又有助于消除短路与流动死区。