攪拌器的對流擴散和渦流(又稱:傅科電流) 擴散攪拌操作是工業(yè)(Industry)反應(yīng)過程的重要環(huán)節(jié),涉及(to involve)化工、冶金(內(nèi)容:從礦石中提取金屬或金屬化合物)、食品、醫(yī)藥、發(fā)酵(fermentation)等領(lǐng)域,因它的原理(principle)要包括傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)(Chemical reaction)等多種過程所以存在復(fù)雜性。側(cè)入式攪拌器又名側(cè)入式攪拌器)是將攪拌裝置安裝在設(shè)備筒體的側(cè)壁上的攪拌器。
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)的攪拌器。攪拌轉(zhuǎn)數(shù)一般在300-1400r/min生物制藥攪拌器使液體、氣體介質(zhì)強迫對流并均勻混合的器件。 攪拌器的類型、尺寸及轉(zhuǎn)速,對攪拌功率在總體流動和湍流脈動之間的分配都有影響。一般說來,渦輪式攪拌器的功率分配對湍流脈動有利,而旋槳式攪拌器對總體流動有利攪拌設(shè)備廠家在選擇攪拌容器時,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模(即物料處理量)、攪拌操作目的和物料特性確定攪拌容器的形狀和尺寸,在確定攪拌容器的容積時應(yīng)合理選擇裝料系數(shù),盡量提高設(shè)備的利用率。如果沒有特殊需要,釜體一般宜選用常用的立式圓筒形容器,并選擇適宜的筒體高徑比(或容器裝液高徑比)。若有傳熱要求,則釜體外須設(shè)置夾套結(jié)構(gòu)攪拌的過程就是在流動場中進行動能傳遞(transmission)或是包括動能、熱量(Heat)、質(zhì)量傳遞(transmission)及化學(xué)反應(yīng)的過程,而攪拌器是通過輸入機械(Mechanics)能(mechanical energy)量獲得適應(yīng)的流動場的裝置,攪拌器的性能(performance)對相關(guān)行業(yè)影響非常大。
攪拌是為了混合,混合過程是在強制對流下的強制擴散過程,強制擴散有兩種方式,即主體對流擴散和渦流擴散。葉輪(指裝有動葉的輪盤)把動量傳給其周圍的液體,產(chǎn)生一股高速液流,這段液流再推動周圍的液體,使全部液體在槽內(nèi)流動起來,產(chǎn)生的全槽范圍內(nèi)的擴散叫做主體對流擴散;當(dāng)葉輪產(chǎn)生的高速液流在流動時,與周圍靜止或運動速度較低的液體的界面存在較大的速度梯度,液體受到強烈的剪切,形成大量漩渦,這些漩渦迅速向周圍擴散,一方面把更多的液體夾帶到這股液流中,同時形成局部(part)范圍內(nèi)物料快速而紊亂(chaos)的對流運動,而由漩渦運動造成的局部范圍內(nèi)的對流擴散稱為渦流擴散。攪拌器按主要排液方向分為軸流式攪拌器和徑流式攪拌器。徑流式攪拌器可通過主體對流擴散和渦流擴散實現(xiàn)小范圍內(nèi)的混合,而軸流式攪拌器主要依靠主體對流動運動實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的混合。因混合機理的不同,軸流式攪拌器和徑流式攪拌器在混合性能上有較大差異,與徑向流攪拌器相比,軸向流攪拌器尤其是翼型軸流槳,有大流量(單位:立方米每秒)、低剪切、低能耗、高泵送等優(yōu)點。