槳式攪拌器中的折葉槳亦多用扁鋼制作(如圖2-47).也有的采用角鋼制作槳葉。角鋼的抗彎強(qiáng)度比同樣截面積的扁鋼要好,將角鋼以一定角度安放,也可同樣起到折葉槳的效果。折葉槳與槳軸的連接方式與平槳的相同。槳式的通用尺寸為槳寬與槳徑之比b/dj= 0.10—0.25.加強(qiáng)筋板的長(zhǎng)度可以是槳葉的全長(zhǎng),也可取槳長(zhǎng)的一半。槳葉的厚度通常由強(qiáng)度計(jì)算決定。
三曲面軸流攪拌器
軸流槳,適合中低黏度流體的混合、傳熱、循環(huán)、粒子懸浮、溶解等。
優(yōu)點(diǎn):低剪切、強(qiáng)循環(huán)、低能耗,吳忠攪拌器,葉片可拆卸,可在大型攪拌槽中使用,中低運(yùn)行轉(zhuǎn)速。
缺點(diǎn):葉片為曲面,制造成本高。
應(yīng)用實(shí)例:在三葉推進(jìn)式攪拌器的應(yīng)用實(shí)例中,采用三葉推進(jìn)式攪拌器需要中間軸承,而使用一個(gè)直徑為1600mm的三曲面軸流型攪拌器,達(dá)到同樣的循環(huán)量,其運(yùn)行轉(zhuǎn)速僅為50r/min,所需的電動(dòng)機(jī)功率也為3kW,而攪拌軸為懸臂軸,無(wú)磨損問(wèn)題。
攪拌器中的三種基本流型
攪拌器的流型與攪拌效果、攪拌功率的關(guān)系十分密切,攪拌器的改進(jìn)和新型攪拌器的開(kāi)發(fā)往往從流型著手。釜內(nèi)的流型主要取決于攪拌方式、攪拌器、容器形狀、擋板等幾何特征,以及流體性質(zhì)、轉(zhuǎn)速等因素。對(duì)于工業(yè)上應(yīng)用多的立式圓筒攪拌器頂插式中心安裝,攪拌將產(chǎn)生三種基本流型。
(1)徑向流流體的流動(dòng)方向垂直于主軸沿徑向流動(dòng),碰到容器壁面分成兩股流體分別向上、向下流動(dòng),再回到葉端,防腐攪拌器,不穿過(guò)葉片形成上、下兩個(gè)循環(huán)流動(dòng),見(jiàn)圖5-2 (a)。攪拌器的圓盤是產(chǎn)生徑向流的主要原因。
(2)軸向流流體的流動(dòng)方向平行于主軸,流體由槳葉推動(dòng),使流體向下流動(dòng),碰到器底再翻上,形成上下循環(huán)流,見(jiàn)圖5-2(b)。軸向流的產(chǎn)生是由于流體對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的升力的反作用力引起的。
(3)切向流無(wú)擋板的容器內(nèi),流體繞軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),流速高時(shí)。液體表面會(huì)形成漩渦,如圖5—2(c)所示。此時(shí)流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小,混合效果很差。
上述三種流型通??赡茉跀嚢杵髦型瑫r(shí)存在,其中軸向流與徑向流對(duì)混合起主要作用,而切向流應(yīng)如以抑制。采用擋板可削弱切向流,增強(qiáng)軸向流和徑向流作用。
機(jī)械攪拌器中非依時(shí)性非牛頓流體
非依時(shí)性非牛頓流體是機(jī)械攪拌器中的常見(jiàn)流體,屬于非牛頓流體中的一種。
符合上面公式的流體稱之為純黏性非牛頓流體,或廣義牛頓流體,即流體在任何處的切應(yīng)變速率都是切應(yīng)力的函數(shù)。根據(jù)函數(shù)f(r)形式的不同,這種流體習(xí)慣上又可細(xì)分成三種類型:賓漢塑性流體、假塑性流體和脹塑性流體。
(1)賓漢塑性流體,在賓漢塑性流體的流動(dòng)曲線上存在一個(gè)屈服應(yīng)力,絮凝池?cái)嚢杵鳎谇?,它呈現(xiàn)固體行為。一般認(rèn)為賓漢塑的現(xiàn)象產(chǎn)生于材料的一種三維剛性,這種剛性結(jié)構(gòu)具有內(nèi)在應(yīng)力。當(dāng)材料承受的應(yīng)力小于屈服應(yīng)力時(shí),這種三維結(jié)構(gòu)不足以被破壞,故不產(chǎn)生流動(dòng)。但是當(dāng)外部施加的應(yīng)力大于屈服應(yīng)力時(shí),這種三維剛性就被破壞,呈現(xiàn)牛頓流動(dòng)行為。
機(jī)械攪拌器中呈現(xiàn)賓漢塑的常見(jiàn)流體有污水泥漿、油脂、油漆、牙膏、淤泥、蛋黃醬、含有固體顆粒的白堊等;許多濃懸浮液也有屈服值,如將大量二氧化鈦、碳酸鈣、氧化鐵等微粉混合入水中也可得賓漢塑性流體。
(2)假塑性流體,假塑性流體沒(méi)有屈服應(yīng)力,其流變行為的主要特征是黏度隨切應(yīng)力的增加而下降。這類流體通??梢杂妹苈煞匠堂枋觯ù藭r(shí),又可稱為密律流體)。
在攪拌與混合技術(shù)中,不銹鋼攪拌器,研究得多的非牛頓流體是假塑性流體,具有這種流變行為的流體廣泛存在于機(jī)械攪拌器中,有聚合物、聚合物溶液、懸浮液、高分子溶液以及羧纖維素的水溶液等。
(3)脹塑性流體,脹塑性流體的行為類似于假塑性流體,也沒(méi)有屈服應(yīng)力。但是脹塑性流體的黏度隨切應(yīng)變速率的增加而增加。許多高濃度的固體懸浮液具有這種流動(dòng)行為。當(dāng)這種懸浮液處于靜止時(shí),固體間的孔隙,液體的量由這些小孔隙的空間決定;在低切應(yīng)變速率下,這些液體起著潤(rùn)滑劑的作用,因此呈現(xiàn)的應(yīng)力也?。浑S著切應(yīng)變速率的增加,液體不足以潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)之間的相互作用,應(yīng)力急劇增加,所以呈現(xiàn)的黏度隨切應(yīng)變速率的增加而增加。
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