搅拌及均质机械1.ppt

第四章搅拌及均质机械第一节搅拌器

一．搅拌的目的
强化传热、传质、强化化学反应，取得一种均匀混合物。
二、搅拌方法
机械搅拌----利用搅拌器进行搅拌；
气流搅拌----利用压缩空气进行搅拌；
超声波搅拌—利用超声波的作用进行搅拌；
三．搅拌器的类型与构造：
根据浆叶构造的特征，可分成四类：平浆式搅拌器、旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、特种搅拌器。㈠、平浆式搅拌器：
是最常用的一种，用于粘稠性和
一般液体物料搅拌。在结构上最简单，
它的浆叶用条钢制造，浆叶装置成与
旋转方向相垂直，或与旋转的方向成
一倾斜角（45度以下）（当叶面与容
器底面平行时，由于不能使物形成涡
流，搅拌效果差；当叶面与旋转方向
垂直时，造成阻力又很大。因此通常
都使浆叶与旋转方向成一夹角，减小
了阻力，提高了搅拌效果。）当轴沿
浆叶倾角方向转动时，可搅起沉渣，
反之可使悬浮物搅拌至底部。浆叶固定在轴上的方法有四种：
（1）焊接法：制造方便，但强度不大，拆
卸困难，常用于直径小的容器中。

（2）螺钉连接法：螺钉把浆叶固定在轴上，
中间有垫片。当轴是圆形时，主要靠浆叶与
轴的摩擦力而使浆叶旋转，拆卸方便，但功
率大时，容易产生滑动，故只适用于功率小
的场合。
（3）方轴、螺钉连接，目的是克服浆叶与
轴的滑动，但方轴加工不便，浆叶与轴的
连接也比较麻烦。
（4）键固定法：浆叶焊在轴套上，轴套与
轴之间销以键固定，能克服以上缺点，被广
泛采用，为了使搅拌更有效，可装置好几排
浆叶，每一排上浆叶为两个或四个，相邻两
排浆叶应互相垂直，以增加搅拌效率，浆叶的大小约为容器直径的1/3~2/3，宽度为长度的1/10~1/6。转速一般为20~80转/分，低速搅拌。

特点：构造简单，搅拌效果良好。
注意：当叶面与容器底面平行时，由于不
能使物料形成涡流，搅拌效果差；当叶
面与旋转方向垂直时，造成阻力又很大。
因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角，㈡、框式搅拌器：
其与浆式的完全相似，其水平
浆叶用垂直的浆叶把它们彼此联成
一起，成为钢性的框子。这样的结
构比较坚固，而且在搅拌时能搅动
大量的物料。适用于高浓度的物料，
框的大小取容器直径的2/3~9/10倍。
浆叶式搅拌器的转速较慢，所产生
的液流除斜浆外主要为径向户切线速度。液体流离浆叶之
后，外趋近器壁，然后向上或向下折流。
当顺从容器壁上除去结晶或沉淀物时，或利用搅拌作
用，把已受热的容器附近的物料搅拌至其它地方，而处于
其它地方的较冷物料搅拌至容器壁附近加热，以提高传热
速率，则可将浆叶外缘作成与容器内壁形状相一致。其间
间隙甚小，就成为锚式搅拌器，在夹套加热器用的较多。浆叶的外形与容器底的轮廓相似，浆叶外缘至容器底部的距离要适当，以30~50mm为宜，但由于高浓度物料搅拌时只能取5mm，这时要求加工及安装的精度却高，不然外片可能碰上器壁而损坏设备。
液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。
浆式搅拌器的主要特征是：
1、混合效率较差；
2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。
3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）。㈢、涡轮式搅拌器：
其结构与离心泵的叶轮相似（叶片多
而短），安装在中央的旋转轴上，以较高
的速度旋转，一般转速为100~2000rpm。
平直叶片产生强烈的径向和切线流动，通
常加挡板以减小中央旋涡，同时增强因折
流而起的轴向流，工作时，搅拌液沿轴线由中心孔而进入轮内，有各小叶片工作因而加热，然后再以高速度偶轮*抛出。
涡轮式搅拌器适宜处理多种物料，对中等粘度的物料特别有效。
它的主要特征是：
（1）混合生产能力较高；
（2）按一定的设计形式，有较高的局部剪力效应；
（3）易清洗，价格较高（制造复杂）；㈣、旋浆式搅拌器：
由2~3片旋转浆所组成，浆叶是用螺
母固定在轴上，螺母的拧紧方向与浆叶旋
转方向相反，才能借阻力作用使螺母在搅
拌器运转时愈来愈紧，旋浆的直径为容器
直径的0.2~0.3倍，搅拌浆的转速一般为
300~1000rpm，高速推进，不需安装复杂的传动装置。旋浆高速转动所造成的液体速度主要为轴向和切线速度，所以液体作螺旋状运动，旋桨使液体受到强烈的切割或剪切，由于流动非常强烈，这种搅拌器使用大容器低粘度的液体的搅拌，该搅拌不使用粘稠性物料。
特征：
1、混合生产能力较高，组对不互溶液体，产生细液滴乳
化液而液滴直径范围不大的情况下，生产能力受限制；
2、结构简单，易形成离心旋涡。
3、限于粘度不大的液体的混合。㈤、特殊形式----行星搅拌器
行星传动搅拌器旋转浆的轴，不仅自转，而且还绕容器旋转。
其优点是搅拌速度很高，传热导数高，缺点是结构复杂。
适用于搅拌粘稠性的液体。