搅拌釜式反应器上
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根据研究，混和时间大致等于釜内物料循环时 间的4倍，即
搅拌器的流量与其直径的3次方和转速的1次方成 正比，即
第二章 搅拌釜式反应器
第二节 搅拌器的选型与放大
➢问题在于了解有关的工艺过程对于搅拌器的 液体流型、循环量及压头大小等方面的要求， 从而定出叶轮尺寸和转速大小的合理配合，而 不在于另外设计式样新奇的搅拌器。
互不相容液体
分散相的液滴在运动过程中不断地碰撞，从而使部 分液滴聚并成较大的液滴，大液滴被带至高剪切区(桨 叶附近)又重新破碎。
第二章 搅拌釜式反应器
三、提高混和效果的措施
1、消除打旋现象 打旋时各层液体之间无速度
梯度，不能提供分散所需要的 剪切力，几乎没有轴向混和作 用。
第二章 搅拌釜式反应器
消除打旋现象的措施
(1)加设挡板
当挡板数乘挡板宽再被釜径除 约等于0．4时(大致为4块宽度为 0.1D的挡板)，可获得很好的挡 板效果，称为全挡板条件(即使 再增加附件，搅拌器的功率也不 再增大了
第二章 搅拌釜式反应器
(2)偏心安装 将搅拌器偏心或偏心且倾斜地安装，借以破坏循
环回路的对称性，可以有效地阻止圆周运动，增加 湍动，消除液面凹陷现象。
第二章 搅拌釜式反应器
一、搅拌器的型式 （一）高转速搅拌器 1、螺旋浆式搅拌器 螺旋桨旋转时使液体作轴向和切向运动。切向分 速度使釜内液体作圆周运动，会将颗粒抛向壁面， 起到与分散相反的作用，须安装挡板予以抑制。
第二章 搅拌釜式反应器
2、涡轮式搅拌器
在涡轮式搅拌器中，液体作切向和径向运动，并以很高 的绝对速度由出口冲出。出口液体的径向分速度使液体流向 壁面，然后分成上、下两路回流入搅拌器，形成总体循环流 动。
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅拌釜式反应器
3．螺带式搅拌器
在旋转时会产生液体 的轴向流所以混和效 果较框式和锚式为好。
因為
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅源自文库釜式反应器
式(2—2)和式(2—3)表明：在等功率条件下，采用大 直径、低转速的搅拌器，更多的功率消耗于总体流动， 有利于宏观混和；采用小直径、高转速的搅拌器，则更 多的功率消耗于湍动，有利于小尺度上的混和。
第二章 搅拌釜式反应器
五、混和时间
通常将混和时间定义为在分子尺度上达到均匀所 需的时间。
第二章 搅拌釜式反应器
合理利用问题
如果搅拌的目的只是为了达到宏观混和，则希望
有较大的V和较小的H，如果目的为了快速地分散成微 小液团，则应有较小的V和较大的H。因此，在消耗同
样功率的条件下，对不同的搅拌目的，功率应作不同 的分配。
第二章 搅拌釜式反应器
搅拌器的流量取决于面积与速度的乘积 而搅拌器在湍流区的功率为
与VB置于一容器中，则容器内A、B的 平均浓度(体积％)．分别为
CA。＝
第二章 搅拌釜式反应器
经一定时间的搅拌后，在容器中各 处取样分析，若混和已经均匀，则混合 液中各处的A、B浓度均分别为CA0。与 CB0；若混和尚未均匀，则各处的浓度CA 或大于CA0。，或小于CAo；CB亦然。CA (或CB)与CA0(或CB0)相差越大，表示 混和越不均匀。
第二章 搅拌釜式反应器
2．加设导流筒
若搅拌器周围无固体边界约束，液体可沿各个方向 回流到搅拌器的入口，故不同的流体微团行程长短不 一。釜中设置导流筒，可以严格地控制流动方向，使 釜内所有物料均通过导流筒内的强烈混和区，既提高 了混和效果，又有助于消除短路与死区。
第二章 搅拌釜式反应器
安装方式，对螺旋桨搅拌器，导 流筒是套在叶轮外面的；对涡轮式 搅拌器，导流简应置于叶轮的上方。
第二章 搅拌釜式反应器
当混和均匀时:I=1。
偏离1越远，反映了混和越不均匀
第二章 搅拌釜式反应器
2．宏观均匀与微观均匀
初看起来似乎均匀度已能反映物料的 混和程度，但进一步分析可以发现单凭 均匀度还不足以说明物料的实际混合程 度。
第二章 搅拌釜式反应器
宏观均匀与微观均匀
对互溶液体，搅拌剧烈可以大大地缩短达到微 观均匀所需要的时间：对不互溶液体，搅拌越剧 烈，液滴尺寸越小，可以达到均匀混和的尺度就 越小，但不可能达到微观均匀；对悬浮液通常只 能达到某种尺度上的宏观均匀。
第二章 搅拌釜式反应器
二、混和的机理
搅拌器旋转时使釜内液体产生一定 途径的循环流动，称为总体流动。
总流中高速旋转的旋涡与液体微团之间 产生很大的相对运动和剪切力，使微团破碎 得更加细小。总流中的湍动程度越高， 则旋涡的尺寸越小，强度越高，数量越多，破 碎作用越大，能达到更小尺度上的均匀混和。
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅拌釜式反应器
搅拌釜式 反应器结构图
第二章 搅拌釜式反应器
第一节 搅拌釜中的流动与混和
旋转的搅拌器桨叶对液体施加压力，使其发生运动， 随着桨叶的形状、叶轮的尺寸、安装位置以及转速等 的不同，使液体产生不同的运动情况，从而达到不同 的混和效果。
第二章 搅拌釜式反应器
一、混和效果的度量
均勻度 若将A、B两种液体，各取体积VA
第二章 搅拌釜式反应器
四、搅拌功率与混和效果
➢ 为了达到宏观上的均匀，必须有足够强 大的总体流动，即流量要足够大，为了达 到小尺度上的均匀，必须提高总流的湍动 程度，即压头要足够大。
➢安装搅拌器的目的就是为了通过搅拌器将 能量输入到被搅拌的液体中去，不消耗足 够的搅拌功率，就达不到所需要的混和效 果。
推进式和涡轮式搅拌器都具有直径小、转速高的特点，
第二章 搅拌釜式反应器
（二）大叶片低转速搅拌器
第二章 搅拌釜式反应器
1．桨式搅拌器
桨式搅拌器的桨叶尺寸大，转速低。 垂直于轴安装的桨叶(平桨)使液体沿径向及切向运动，可
用于简单的液体混和。
2.框式和锚式搅拌器
当液体粘度更大时，可按照釜底的形状，把桨式搅拌器做成 框式或锚式。这种搅拌器的旋转直径与釜内径接近相等，间 隙很小，转速很低，其所产生的剪切作用很小，但搅动范围 很大，不会产生死区，适用于高粘度液体的搅拌。
搅拌器的流量与其直径的3次方和转速的1次方成 正比，即
第二章 搅拌釜式反应器
第二节 搅拌器的选型与放大
➢问题在于了解有关的工艺过程对于搅拌器的 液体流型、循环量及压头大小等方面的要求， 从而定出叶轮尺寸和转速大小的合理配合，而 不在于另外设计式样新奇的搅拌器。
互不相容液体
分散相的液滴在运动过程中不断地碰撞，从而使部 分液滴聚并成较大的液滴，大液滴被带至高剪切区(桨 叶附近)又重新破碎。
第二章 搅拌釜式反应器
三、提高混和效果的措施
1、消除打旋现象 打旋时各层液体之间无速度
梯度，不能提供分散所需要的 剪切力，几乎没有轴向混和作 用。
第二章 搅拌釜式反应器
消除打旋现象的措施
(1)加设挡板
当挡板数乘挡板宽再被釜径除 约等于0．4时(大致为4块宽度为 0.1D的挡板)，可获得很好的挡 板效果，称为全挡板条件(即使 再增加附件，搅拌器的功率也不 再增大了
第二章 搅拌釜式反应器
(2)偏心安装 将搅拌器偏心或偏心且倾斜地安装，借以破坏循
环回路的对称性，可以有效地阻止圆周运动，增加 湍动，消除液面凹陷现象。
第二章 搅拌釜式反应器
一、搅拌器的型式 （一）高转速搅拌器 1、螺旋浆式搅拌器 螺旋桨旋转时使液体作轴向和切向运动。切向分 速度使釜内液体作圆周运动，会将颗粒抛向壁面， 起到与分散相反的作用，须安装挡板予以抑制。
第二章 搅拌釜式反应器
2、涡轮式搅拌器
在涡轮式搅拌器中，液体作切向和径向运动，并以很高 的绝对速度由出口冲出。出口液体的径向分速度使液体流向 壁面，然后分成上、下两路回流入搅拌器，形成总体循环流 动。
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅拌釜式反应器
3．螺带式搅拌器
在旋转时会产生液体 的轴向流所以混和效 果较框式和锚式为好。
因為
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅源自文库釜式反应器
式(2—2)和式(2—3)表明：在等功率条件下，采用大 直径、低转速的搅拌器，更多的功率消耗于总体流动， 有利于宏观混和；采用小直径、高转速的搅拌器，则更 多的功率消耗于湍动，有利于小尺度上的混和。
第二章 搅拌釜式反应器
五、混和时间
通常将混和时间定义为在分子尺度上达到均匀所 需的时间。
第二章 搅拌釜式反应器
合理利用问题
如果搅拌的目的只是为了达到宏观混和，则希望
有较大的V和较小的H，如果目的为了快速地分散成微 小液团，则应有较小的V和较大的H。因此，在消耗同
样功率的条件下，对不同的搅拌目的，功率应作不同 的分配。
第二章 搅拌釜式反应器
搅拌器的流量取决于面积与速度的乘积 而搅拌器在湍流区的功率为
与VB置于一容器中，则容器内A、B的 平均浓度(体积％)．分别为
CA。＝
第二章 搅拌釜式反应器
经一定时间的搅拌后，在容器中各 处取样分析，若混和已经均匀，则混合 液中各处的A、B浓度均分别为CA0。与 CB0；若混和尚未均匀，则各处的浓度CA 或大于CA0。，或小于CAo；CB亦然。CA (或CB)与CA0(或CB0)相差越大，表示 混和越不均匀。
第二章 搅拌釜式反应器
2．加设导流筒
若搅拌器周围无固体边界约束，液体可沿各个方向 回流到搅拌器的入口，故不同的流体微团行程长短不 一。釜中设置导流筒，可以严格地控制流动方向，使 釜内所有物料均通过导流筒内的强烈混和区，既提高 了混和效果，又有助于消除短路与死区。
第二章 搅拌釜式反应器
安装方式，对螺旋桨搅拌器，导 流筒是套在叶轮外面的；对涡轮式 搅拌器，导流简应置于叶轮的上方。
第二章 搅拌釜式反应器
当混和均匀时:I=1。
偏离1越远，反映了混和越不均匀
第二章 搅拌釜式反应器
2．宏观均匀与微观均匀
初看起来似乎均匀度已能反映物料的 混和程度，但进一步分析可以发现单凭 均匀度还不足以说明物料的实际混合程 度。
第二章 搅拌釜式反应器
宏观均匀与微观均匀
对互溶液体，搅拌剧烈可以大大地缩短达到微 观均匀所需要的时间：对不互溶液体，搅拌越剧 烈，液滴尺寸越小，可以达到均匀混和的尺度就 越小，但不可能达到微观均匀；对悬浮液通常只 能达到某种尺度上的宏观均匀。
第二章 搅拌釜式反应器
二、混和的机理
搅拌器旋转时使釜内液体产生一定 途径的循环流动，称为总体流动。
总流中高速旋转的旋涡与液体微团之间 产生很大的相对运动和剪切力，使微团破碎 得更加细小。总流中的湍动程度越高， 则旋涡的尺寸越小，强度越高，数量越多，破 碎作用越大，能达到更小尺度上的均匀混和。
第二章 搅拌釜式反应器
第二章 搅拌釜式反应器
搅拌釜式 反应器结构图
第二章 搅拌釜式反应器
第一节 搅拌釜中的流动与混和
旋转的搅拌器桨叶对液体施加压力，使其发生运动， 随着桨叶的形状、叶轮的尺寸、安装位置以及转速等 的不同，使液体产生不同的运动情况，从而达到不同 的混和效果。
第二章 搅拌釜式反应器
一、混和效果的度量
均勻度 若将A、B两种液体，各取体积VA
第二章 搅拌釜式反应器
四、搅拌功率与混和效果
➢ 为了达到宏观上的均匀，必须有足够强 大的总体流动，即流量要足够大，为了达 到小尺度上的均匀，必须提高总流的湍动 程度，即压头要足够大。
➢安装搅拌器的目的就是为了通过搅拌器将 能量输入到被搅拌的液体中去，不消耗足 够的搅拌功率，就达不到所需要的混和效 果。
推进式和涡轮式搅拌器都具有直径小、转速高的特点，
第二章 搅拌釜式反应器
（二）大叶片低转速搅拌器
第二章 搅拌釜式反应器
1．桨式搅拌器
桨式搅拌器的桨叶尺寸大，转速低。 垂直于轴安装的桨叶(平桨)使液体沿径向及切向运动，可
用于简单的液体混和。
2.框式和锚式搅拌器
当液体粘度更大时，可按照釜底的形状，把桨式搅拌器做成 框式或锚式。这种搅拌器的旋转直径与釜内径接近相等，间 隙很小，转速很低，其所产生的剪切作用很小，但搅动范围 很大，不会产生死区，适用于高粘度液体的搅拌。