氣液兩相體系的攪拌
1.過(guò)程特征及分散機(jī)理
根據(jù)氣液接觸過(guò)程的供氣方式,有通氣式、自吸式和表面更新式三種類型的氣液體
系,而在工業(yè)應(yīng)用中80%以上是采用帶通氣裝置的徑向流渦輪攪拌器。
氣液攪拌的目的是通過(guò)攪拌造成良好的氣液接觸,以形成氣泡在液相中均勻分散
后通過(guò)所形成的氣液界面進(jìn)行傳質(zhì),或者是氣液相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。
早期研究認(rèn)為,氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細(xì)小氣泡而形成的。但近年的研
究成果一氣穴理論認(rèn)為:氣體并不是直接被攪拌器剪碎而得到的。氣泡的分散首先是在槳
葉背面形成較穩(wěn)定的氣穴,氣穴在尾部,形成富含小氣泡的分散區(qū),這些氣泡在離心力
的作用下被甩出,并隨液體的流動(dòng)分散至攪拌釜的其他區(qū)域。當(dāng)氣速過(guò)大或攪拌轉(zhuǎn)速過(guò)低
時(shí),大氣穴合并,整個(gè)攪拌器被氣穴包裹,從而達(dá)到過(guò)載狀態(tài),即氣體穿過(guò)攪拌器直接上升
到液面,螺帶式攪拌器溶解罐攪拌器,發(fā)生氣泛現(xiàn)象。攪拌器
當(dāng)氣速過(guò)大或攪拌轉(zhuǎn)速過(guò)低
時(shí),大氣穴合并,整個(gè)攪拌器被氣穴包裹,從而達(dá)到過(guò)載狀態(tài),即氣體穿過(guò)攪拌器直接上升
到液面,發(fā)生氣泛現(xiàn)象。
在氣液攪拌系統(tǒng)中,主要影響因素有攪拌設(shè)備的流體力學(xué)行為,氣泡的尺寸,相分率,
氣液界面積,質(zhì)量傳遞系數(shù)等。而這些因素又取決于攪拌轉(zhuǎn)速,充氣速率,攪拌設(shè)備和攪
拌器的幾何形狀,流體的性質(zhì)和流變行為。攪拌器
傳動(dòng)裝置:攪拌設(shè)備的傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、變速器、聯(lián)軸器、軸承及機(jī)架等,其中攪拌驅(qū)動(dòng)
機(jī)構(gòu)通常采用電動(dòng)機(jī)與變速器的組合或選用帶變頻器的電動(dòng)機(jī),使攪拌器達(dá)到需要的
轉(zhuǎn)速,
傳動(dòng)裝置的作用是使攪拌軸以所需的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),并保證攪拌軸獲得所需的扭矩,在絕大
多數(shù)攪拌設(shè)備中,攪拌軸只有一根,且攪拌器以恒定的速度向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),然而也有一些
特殊的攪拌設(shè)備,為獲得更佳的混合效果,可以在一個(gè)攪拌設(shè)備內(nèi)使用兩根摸拌軸,并讓攪
器進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),如復(fù)動(dòng)式、往復(fù)式、行星式等,
攪拌設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)攪拌器
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