在评价一个搅拌设备的混合效果时可以有多种手段,比如搅拌功率的测量、传热系数的测量、混合时间的测量等,但较基本的评价在于测量搅拌设备内物料形成的流场。作为搅拌技术的核心是要弄清楚对于某一类混合(如固-液悬浮、液-液分散等)需要什么样的流场,使用怎样的搅拌器以及怎样的操作条件能以较少的能耗来获得所需要的流场。采用先进的测试手段和建立合理的数学模型,获得搅拌槽内的速度场、温度场和浓度场,不仅对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,而且对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。
六叶开启涡轮式搅拌器
PK、PCK、PKW、PZK、PKZ、PZW、WK、WZK、WKW、WWK 本类搅拌器流型为径向流,在有挡板时可自桨叶为界形成上下两个循环流,具有高剪切力和较大的循环能力,其中直叶开启涡轮式剪切力较大,弯叶开启涡轮式剪切力较小,斜叶开启涡轮居中。所以直叶开启涡轮更适合于分散操作过程。弯叶排出性能好,桨叶不易磨损,更适合于固体悬浮。对于固体溶解也很适合的。其它搅拌操作过程,它们都能应用上,所以涡轮式搅拌器是操作过程适用范围较广的搅拌器,适用粘度范围μ<5×104,ρ<2000kg/m3,常用运转速度n=10~300rpm,ν=4~10m/s,较高转速可达600rpm,常用尺寸:DJ/D=0.2~0.5,b/ DJ=0.2(宽形),b/DJ=0.125(窄形)。
在高分子工业中,研究开发高效的聚合反应器对搅拌设备的发展产生了强大的推动力。对于聚合反应器来说,不仅需要良好的混合性能,还需要对物料提供足够大的剪切,同时为了及时撤除反应热,还需要搅拌槽具有尽可能高的传热能力。轴流式搅拌器往往不能满足这种多方面的要求。一些大型的、包括石化部门的企业集团,如日本的住友重机、三菱重工等便从开发新型、高效聚合反应器的角度,发明了如较大叶片式、泛能式、叶片组合式搅拌器。这些搅拌器从综合性能看,它较平衡地考虑了混合、剪切、传热以及对液体粘度的适应性。