混合器研究

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混合器, 的混合操作是極其普遍而又重要的化工工藝過程,如氣-液混合、液-液混合萃取、反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱等都與混合有關(guān)。混合器, 也稱靜態(tài)混合器,靜式混合器
是一種新型開發(fā)的單元設(shè)備,國(guó)內(nèi)在這方面起步比較晚,通常在制造方面多是仿造其它國(guó)家(如瑞士的蘇爾壽,德國(guó)的西爾普,美國(guó)的凱米尼爾的設(shè)備,僅僅由上海化工研究院在上世紀(jì)八十年代對(duì)混合器, 混合器本身的混合機(jī)理作過深入的研究。近幾年來,西爾普（南通）機(jī)械制造有限公司通過對(duì)混合器, 混合器的混合機(jī)理的 深入研究,旨在提高混合器, 混合器的混合效率,并為設(shè)計(jì)制造提供一定的理論基礎(chǔ)。研究表明,流體在混合器,內(nèi)有兩種流動(dòng)形態(tài),層流和湍流。層流時(shí),是“分割、位置移動(dòng)、重新匯合”的三要素對(duì)流體進(jìn)行有規(guī)則和反復(fù)的作用,以達(dá)到混合。湍流時(shí),除以上三要素外,流體在流動(dòng)斷面方向產(chǎn)生旋渦,使細(xì)微流體分割,然后再混合。通過計(jì)算管內(nèi)流場(chǎng)的渦量方程,繪制渦量隨時(shí)間的變化曲線,定性得出:渦量隨著時(shí)間和位置的移動(dòng)不斷衰減。混合器, 內(nèi)流場(chǎng)分布屬于不可壓粘性流動(dòng)分布。通過理論計(jì)算表明,其速度分布滿足納維-斯托克斯方程,并在低雷諾數(shù)的情況下,方程為線性方程并有其精確的解析解。 對(duì)流體在混合器, 流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和力進(jìn)行了研究。研究表明,流動(dòng)物料經(jīng)過混合器,混合器,有四個(gè)基本的運(yùn)動(dòng):料流的分割;料流改變方向;料流的內(nèi)外側(cè)置;向后再混合。有三種力影響著液滴的形成,即剪切應(yīng)力,液體的表面張力,分散相中的粘性應(yīng)力。在湍流狀態(tài)下,剪切應(yīng)力和液體的表面張力是決定液滴大小的主要因素,粘性應(yīng)力常常可以忽略。 對(duì)混合器,水力參數(shù)和壓力降進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算表明混合器,的壓力降是空管的數(shù)十倍,同時(shí)阻力大小隨流動(dòng)速度和粘度而變化;組件螺旋角,組件前后邊緣的光滑程度,組件的形狀偏差和相鄰組件的連接狀況等對(duì)流動(dòng)阻力也有影響;摩擦系數(shù)與組件數(shù)的多少無關(guān)。 對(duì)流體的傳熱機(jī)理進(jìn)行了研究。研究表明,無論混合管內(nèi)的流體處于何種流動(dòng)狀態(tài),傳熱邊界層均為層流邊界層。通過總結(jié)管內(nèi)層流邊界層的能量方程并求解該能量方程得出傳熱準(zhǔn)數(shù)與邊界層長(zhǎng)的理論計(jì)算式。 通過實(shí)驗(yàn)曲線發(fā)現(xiàn),混合單元數(shù)對(duì)混合器, 的混合效果挺重要。當(dāng)混合組件數(shù)超過四以后, 混合器, 出口處的速度脈沖值趨于常數(shù),即混合組件太多時(shí),已無法進(jìn)一步增加流體的湍流強(qiáng)度。流體的混合度唯一由混合器, 內(nèi)的單元數(shù)決定,而與流體的速度、粘度和壓力無關(guān)。 最后通過分析傳統(tǒng)混合器, 的不足,理論上設(shè)計(jì)出了一種低剪切、高性能的混合器,

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