打旋现象ห้องสมุดไป่ตู้
6.5.2 Measures of improving effects
(1)装设挡板
目的：破坏釜内的圆周运动 作用： ✓对轴向和径向流动无影响 ✓釜内液面的下凹现象基本消失 ✓提高了混合效果
6.5.2 Measures of improving effects
W
流入
低粘度
流入
高等粘度
中等粘度
❖ 桨式搅拌器 ❖ 锚式和框式搅拌器 ❖ 螺带式搅拌器
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
(1) 桨式搅拌器
旋转直径为釜径的0.35~0.8倍，甚至达0.9倍以上。常用 转速为1~100rpm，叶端圆周速度为1~5ms-1。
(a) 平桨式
(b) 斜桨式
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
釜式及均相管式反应器
本章授课内容
➢第一节 间歇釜式反应器 ➢第二节 连续流动均相管式反应器 ➢第三节 连续流动釜式反应器 ➢第四节 理想流动反应器的组合和比较 ➢第五节 多重反应的选择率 ➢第六节 半间歇釜式反应器 ➢第七节 釜式反应器中进行的多相反应
第一节 间歇釜式反应器
一、 釜式反应器的特征 釜式或槽式反应器都设置搅拌装置。釜式反应
器大都用于完全互溶的液相或呈两相的液-液相及 液-固相反应物系在间歇状态下操作，与化学实验 室内装有电动搅拌器的玻璃三口烧瓶极为类似。
间歇操作时，反应物料按一定配料比一次加入 反应器中，容器的顶部有一可拆卸的顶盖，以供清 洗和维修用。在容器内部设置搅拌装置，经过一定 的时间，反应达到规定的转化率后，停止反应并将 物料排出反应器，完成一个生产周期。
转速10～500rpm, 叶端圆周速度可达 4～10ms-1。
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
流速↑ 粘度↑
流动阻力↑ 机械能被消耗
湍动程 度下降
总体流动范 围大大缩小
大直径低转速搅拌器
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
流入
挡板的常见安装方式
6.5.2 Measures of improving effects
(2)偏心安装
目的：破坏循环回路的对称性
6.5.2 Measures of improving effects
2.导流筒
导流筒 档板
导流筒 档板
既提高了循环流量和混合效果， 又有助于消除短路与流动死区。
二、间歇釜式反应器的数学模型
1.Minor Diameter and High Speed Agitators (2)Turbine agitator
(a) 直叶圆盘叶轮
(b) 弯叶圆盘叶轮
1.Minor Diameter and High Speed Agitators
直叶 涡轮
弯叶 涡轮
折叶涡轮
叶轮直径为釜径的 0.2～0.5倍,
Features and Applications:
➢一般在层流状态下操作
难以保证 轴向混合 均匀
➢缺点：主要使液体产生水平环向流动
基本不产生轴向流动
➢优点：搅动范围大，在桨上增加横梁和竖梁， 防止死区的形成
锚式和框式搅拌器常用于中、高粘度液体的搅拌
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
反应器内液相均相和气-液相反应的物料浓度处处
相等。
反应器内具有足够强的传热条件，无需考虑反应物
料内的热量传递问题。
反应器内物料同时开始和停止反应，所有物料具有
相同的反应时间。
间歇反应器的优点是操作灵活，适应不同操作 条件与不同产品品种，适用于小批量、多品种、反 应时间较长的产品生产。间歇反应器缺点是，装料、 卸料等辅助操作要耗费一定的时间。
➢一般在层流状态下操作 ➢液体将沿着螺旋面上升或下降
形成轴向循环流动，
螺带式搅拌器常用于高粘度液体的混合
6.5.2 Measures of improving effects
1.打旋现象及其消除
危害:
✓各层液体之间几乎 不发生轴向混合，
✓当物料为多相体系时， 还会发生分层或分离现象。
✓搅拌效率下降
框 式 搅 拌 器
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
(3)螺带式搅拌器 目的：提高轴向混合效果
一般具有1~2条螺带 ，旋转直径为釜径的 0.9~0.98倍。
2.Major Diameter and Low Speed Agitators Features and Applications:
釜内液位 较高时
多斜桨式
桨式搅拌器的径向 搅拌范围大，可用 于较高粘度液体的 搅拌。
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
(2)锚式和框式搅拌器
根据釜底的形状制造 旋转直径可达釜径的 0.9~0.98倍
(a) 锚式
(b) 框式
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
Features and Applications:
(a) 平桨
切向和径向运动
可用于简单的 固液悬浮
(b) 斜桨
桨叶可分成24°、45° 或60°倾角 轴向和径向运动
单层桨式的缺点：轴向流动范围小
2.Major Diameter and Low Speed Agitators
(c) Majority Inclined
间歇釜式反应器
Flow direction：
(1) 搅拌器的旋转
切向圆 周运动
(2) 桨叶形状的不同
轴向流动
径向流动
径向流
轴向流
Effects of Agitator：
(1) 循环流动
将流体输送到 搅拌釜内各处 大尺度宏观混合
(2) 高度湍动
产生旋涡，旋涡 分裂使流体分散 小尺度微观混合
1. 小直经高转速搅拌器
(1) 推进式搅拌器 (2)涡轮式搅拌器
(1) 桨式
2. 大直经低转速搅拌器
(2) 锚式和框式
(3) 螺带式
1.Minor Diameter and High Speed Agitators
(1) Propeller Agitator
叶 轮 直 径 一 般 为 釜 径 的 0.2~0.5 倍 , 常 用 转 速 为 100～500rpm，叶端圆周速度可达5～15ms-1。