攪拌器附件——擋板
擋板是一種重要的攪拌器附件,擋板一般是指長條形的豎向固定在罐壁上的板,主要是在湍流狀態(tài)時為了消除罐中央的“圓柱狀回轉區(qū)”(也稱打漩區(qū),水處理攪拌器,漩渦)而增設的,“圓柱狀回轉區(qū)”混合效果很差,混合時間較長,調節(jié)池攪拌器,不利于攪拌過程,所以一般情況下都要設法縮小這個區(qū)域。顯然擋板的安裝目的就是為了消除“圓柱狀回轉區(qū)”,不銹鋼攪拌器,將切向流轉變?yōu)閺较蚧蜉S向流,同時還可以增大湍動程度,改善攪拌效果,降低攪拌載荷的波動,使功率保持穩(wěn)定,提高葉輪的剪切性能,如有的懸浮聚合的攪拌器,在設有擋板時可使顆粒細而均勻。
與牛頓流體不同,黏彈性流體在描述剪切流動行為時,需要三個物質函數才能描述,即黏度物質函數、法向應力系數、第二法向應力系數。
目前描述黏彈性流變行為的力學模型主要有三種:經驗模型、線性黏彈性模型和分子模型。
(1)經驗模型,主要來自對流變實驗結果的直接關聯。常用的方法是通過攪拌器運行實驗測量得到:1.切應力和切應變速率的對應數據,2.法向應力差和切應變速率的對應數據確定物質函數。剪切黏度模型仍然可以出現純黏性流體模型中述及的各種形式;法向應力系數則通常表示成各種形式的y2函數或與Weissenberg數進行關聯。
(2)線性黏彈性模型,假設流體的黏彈性可以通過理想的黏性和彈性“元件”各種線性疊加進行描述。
(3)分子模型,這種方法主要出現在對聚合物溶液體系流變行為的描述,如珠簧鏈模型和啞鈴模型。
為區(qū)分葉輪排演的流向特點,根據主要排液方向將典型葉輪分成徑流型和軸流型兩種。平葉的槳式、渦輪式是徑流型,螺旋面葉片的螺桿式、推進式是軸流型。折葉槳則居于兩者之間,一般認為它更接近于軸流型。不過這種分法是近似的,是以主要流向來分的。
攪拌雷諾數是攪拌罐內液體流動狀態(tài)的一種量度。圖2—2形象地表示了八平直葉渦輪和螺帶式葉輪在不同雷諾數下,攪拌罐內的液體的流動狀態(tài)。
對于渦輪式葉輪,若葉輪轉速很低,在Re不大于10的區(qū)域,僅葉輪周圍韻液體隨葉輪旋轉,而遠離葉輪的液體是停滯的,如圖中-A1所示,因而混合效果很差,混合時間也非常長,見虛線(1)。在此區(qū)內,液體的流動是層流,葉輪旋轉的阻力主要是黏滯阻力。因而N與Re成反比,如曲線(2)。葉輪旋轉引起的離心效應可忽略不計,排出流量,見曲線(3)。
當Re增加到大于10,渦輪式葉輪旋轉所產生的離心力就不可忽視。此離心力產生了排出流量,使角動量傳遞到遠處的液體。這樣遠離葉輪的液體開始流動,而使Nv- Re曲線偏離曲線(2)的延伸線。在此區(qū)內,如曲線(3)所示,五家渠攪拌器,曲線上升的坡度很陡,混合大為改善,但在靠近葉輪上下部分仍然出現環(huán)形的停滯流區(qū)。
當Re數增加到數百,渦輪式葉輪周圍的液流變成湍流。在區(qū)域c,排出流量顯著增加,曲線(3)達到了大值。在區(qū)域A和B中觀察副的停滯區(qū)已消失。Re進一步增加,湍流域逐漸擴大,直至終湍流域占完全優(yōu)勢。因此區(qū)域c是一個層流和湍流共存的過渡區(qū)。
在無擋板時,在Re約為90的過渡流域,渦輪式葉輪的排出流達到大值;而在有擋板時,排出流量在湍流域達到大。
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