机械搅拌器直径大小与罐径的比例

机械搅拌器直径大小与罐径的比例

从机械搅拌器的功能可以知道，叶轮叶片的直径大小不是任意决定的，它可以影响叶轮的排出流量，也可以影响动力消耗，也就是可以影响向液体中输入能量的大小，说明叶轮的大小直接影响搅拌过程的进行。如果叶轮的大小选择合理，就能供给搅拌过程所需要的动力，还能提供良好的流动状态，完成预期的操作。

叶轮叶片的大小一般以桨径的大小（所谓桨径是指叶轮回转时前端轨迹圆的直径）和叶轮的宽度来衡量。桨径的选择与机械搅拌器的种类有关，与罐径的大小有关。

当搅拌罐中出现“圆柱状回转区”漩涡时，这个部分的混合很差，致使混合时间较长，不利于搅拌过程，所以一般都要设法缩小这个区域。如果减小桨径就可以缩小“圆柱状回转区”的半径。

如果因为种种原因，不方便更改桨径，那么除了通过减小浆径来缩小“圆柱状回转区”外，还可以通过以下两种方法：

安装搅拌器装置附件——挡板| 搅拌器的偏心式安装

在低黏度液时，由于液体流动性好，能量传递较容易，所以不必担心由于桨径的减小会造成叶轮外围出现死区。此时，只要叶轮的搅动液量范围够，就应将桨径取小些，以桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d/D，一般桨式叶轮的

d/D=0,35~0.8。涡轮式叶轮的d/D一般为0.25~0.5。桨式之所以将d/D的范围取大些,是因为它的转速较低，还常用在黏度较高的条件下。考虑到具体的操作目的，还可将桨径尺寸选择更合理些。例如对于液液分散操作时，为使轻相组分不致集中在轴的附近，要使罐的中心部分和四周部分的分散相能侧时分散，取d/D=1/3

最合适，对气-液分散操作，也取d/D=1/3。据认为在这个条件下．当动力消耗一定时，传质速率较大。

当固-液相悬浮操作时，为使罐底的固体颗粒易于搅起，对不同类型的罐底可取不同的桨径。桨径罐径比分别为：平底圆罐d/D=0.45 - 0.5，椭圆形底圆罐

d/D=0.4，半球形底圆罐d/D=0.3。对于特殊的液液乳化搅拌，为取得高的剪切能力，叶轮要高速同转，其桨径罐径比更小，一般为1/6~1/10。

在液体黏度很大，大到使流动进入层流状态时，轴附近的“圆柱状回转区”几乎变小到零，但因液体黏滞力很大，罐内易出现死区，所以桨径要取得很大，如采用锚式、框式及螺带式等，其d/D都在0.9以上。

推进式叶轮轴向流量大，体积循环能力强，一般桨径都不大，多取d=0,2-0.5其中以d/D=1/3为最常用。

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可将机械搅拌器根据转速区分为快速型与慢速型两类，它们的桨径罐径比不同。以经常使用在过渡区与湍流区的为快速型，如涡轮式、推进式、鼠笼式与桨式等；以经常用在层流区的为慢速型，如螺带式、锚式、螺杆式等等。对快速型搅拌器直径大小一般取2.0≤D/d≤8.0，即0.125≤d/D≤0.5；对慢速型的一般取1.04≤D/d≤2.0，即0.5≤d/D≤0.96。

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关于一个叶轮上叶片的数量，一般在桨式中常用双叶。各种涡轮式的叶轮以6叶及8叶为多，最少的用3叶，最多有用16叶。推进式有2叶、3叶和4叶，以3叶居多。

关于叶轮宽度的影响．可从机械搅拌器的动力消耗方面来分析。可这样概括地说，在高黏度液体中，层流范围内动力消耗几乎和桨宽成正比，而在低黏度液中，仅在叶轮宽度范围较小时，动力消耗随桨宽增加而增加，当桨宽大到一定范

围以上，动力消耗就不再因桨宽增大而增大了。

这里介绍一些常用桨宽b的数据。对涡轮式，在不互溶液-液中搅拌时，取d/D=1/3，

叶片数=4，桨宽b=(0.05~0.1)D。在气-液分散操作中，取d/D=1/3．则取（b/D）n=0.15~0.3。桨式的b=（0.1~0.25）D。锚式、框式及螺带式其桨宽b=0.1D。

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关于机械搅拌器在搅拌轴上的安装层数，一般都是从叶轮的搅动范围来考虑的，液层过高则要考虑设置多层叶轮。对于低黏度液体，如黏度小于5000mPa.s 时径流型叶轮可搅动罐内上下范围为桨径的4倍，所以对常用的液层降度H=D 时，只要一层叶轮即可。推进式叶轮一般也在粘度大于110mPa.s及液层深度H>4d 时才取积层。对于高黏度液体，当黏度达到50000mPa.s时，上下可搅动的液体范围但是桨径的1/2，所以这时必须增加机械搅拌器层数。多层搅拌如下图。快速型机械搅拌器一般在H>1.3D时设置多层机械搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。

一般情况下，我们也可以利用螺带螺杆搅拌器来加强液体在上下方向的循环，但是如果液体高度过高，那么多层搅拌器就是首选了。相关阅读：螺杆螺带搅拌器技术参数

机械搅拌器在圆形罐中心直立安装时，桨式与涡轮式下层叶轮离罐底面的高度C一般为桨径的1~1.5倍。如果为了防止底部有沉淀，也可将叶轮放置低些，如离底高度C=D/10。最上层叶轮高度离液面至少要有1,5d的深度，特别是不设挡板液面中心有下陷时更要注意。搅拌器过于接近液面会目液面下陷而使叶轮外露。推进式叶轮的C值一般也等于1/3液层深度。为了防止底部沉淀的产生也可以安装底挡板，下面是底挡板相关内容：底挡板和指形挡板

推进式搅拌器在倾斜安装和侧面安装时，其安装尺寸参见图2-9。按照此图上的数据安装，可不致使被搅拌的液体产生固定的旋涡，有利于混合过程。

上面介绍的这些几何关系都是一些最常用的。如图2-10上的几何尺寸关系可称为涡轮式的标准型尺寸。只有尺寸选择合理，才有可能良好地发挥机械搅拌器的功能，特别是高黏度液体的搅拌，其叶轮尺寸、安装尺寸尤其重要，应当慎重

选择。

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