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通過(guò)對(duì)剪切速率分布的研究表明,在一個(gè)攪拌槽中至少存在四種剪切速率數(shù)值,它們是: 實(shí)驗(yàn)研究表明,就槳葉區(qū)而言,無(wú)論何種漿型,當(dāng)槳葉直徑一定時(shí),1大剪切速率和 平均剪切速率都隨轉(zhuǎn)速的提高而增加。但當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),1大剪切速率和平均剪切速率 與槳葉直徑的關(guān)系與漿型有關(guān)。傳統(tǒng)瀝青混合料攪拌設(shè)備廠家的好氧發(fā)酵生物發(fā)酵罐都是采用相同構(gòu)形、相同幾何尺寸的多層攪拌器。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),徑向型槳葉1大剪切速率隨槳葉直徑的 增加而增加,而平均剪切速率與槳葉直徑大小無(wú)關(guān)。這些有關(guān)槳葉區(qū)剪切速率的概念,在 攪拌機(jī)縮小及放大設(shè)計(jì)中需要特別當(dāng)心。因小槽與大槽相比,小槽攪拌機(jī)往往具有高轉(zhuǎn)速 (N)、小槳葉直徑(D)及低葉尖速度(ND)等特性,而大槽攪拌機(jī)往往具有低轉(zhuǎn)速(N) 大槳葉直徑(D)及高葉尖速度(ND)等特性。
框式攪拌機(jī)根據(jù)不同介質(zhì)的物理學(xué)性質(zhì)、容量、攪拌目的選擇相應(yīng)的攪拌機(jī),對(duì)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度、提高生產(chǎn)效率能起到很大的作用??蚴綌嚢铏C(jī)一般使用于粥狀物料的攪拌。
框式攪拌機(jī)可視為槳式攪拌機(jī)的變形,其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固,攪動(dòng)物料量大。如果這類攪拌機(jī)底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相似時(shí),通常稱為錨式攪拌機(jī)。式(11-14)中,雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘滯力之比,而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。框式攪拌機(jī)直徑較大,一般取反應(yīng)器內(nèi)徑的2/3~9/10,50~70r/min。使用于低粘度液體時(shí),錨式葉輪的葉徑與罐徑比為0.7~0.9,對(duì)于高黏度液體則為0.8~0.95,轉(zhuǎn)速通常為10~50r/min??蚴綌嚢铏C(jī)與釜壁間隙較小,有利于傳熱過(guò)程的進(jìn)行,快速旋轉(zhuǎn)時(shí),攪拌機(jī)葉片所帶動(dòng)的液體把靜止層從反應(yīng)釜壁上帶下來(lái);慢速旋轉(zhuǎn)時(shí),有刮板的攪拌機(jī)能產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)。這類攪拌機(jī)常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌。
錨式、框式攪拌機(jī)屬于同一類,統(tǒng)稱錨框式攪拌機(jī),為了增大攪拌范圍和帶走罐壁上的殘留物或液層,錨框式攪拌機(jī)的外廓要接近攪拌罐的內(nèi)壁,其底部的形狀為適應(yīng)罐底的輪廓也有橢圓、錐形等。由于框式攪拌器的攪拌結(jié)構(gòu)和部件的原料及能源成本持續(xù)上漲,通過(guò)優(yōu)化能源效率,攪拌器工作中操作者及攪拌器內(nèi)部系統(tǒng)的物質(zhì)都需要有一個(gè)大范圍和徹底的改善。為了增大對(duì)高粘度物料的攪拌范圍以及提高葉輪的剛性,還常常要在錨式及框式上增加一些立葉和橫梁,這樣使得錨框式的結(jié)構(gòu)形狀出現(xiàn)了多種多樣。