(e) 卧式
图4 搅拌器在容器内的安装方式
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挡板与导流筒
(1) 挡板 目的——消除打漩和提高混合效果。
打漩——
物料粘度小，搅拌转速高， 液体随桨叶旋转，在离心 力作用下涌向内壁面并上 升，中心部分液面下降， 形成漩涡，称为打漩区。
后果
随转速增加，漩涡中心下凹到与桨叶接触，外面空气进 入桨叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低。
一、搅拌器分类 按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器 混合流搅拌器
按结构分为
平叶 折叶 螺旋面叶
桨式、涡轮式、框式和 锚式的桨叶都有平叶和 折叶两种结构
推进式、螺杆式和螺带 式的桨叶为螺旋面叶
按搅拌 用途分为
低粘流体 用搅拌器
高粘流体 用搅拌器
低粘流体搅拌器有： 推进式、长薄叶螺旋桨、 桨式、开启涡轮式、圆盘 涡轮式、布鲁马金式、板 框桨式、三叶后弯式、 MIG和改进MIG等。
25 图8 桨式搅拌器
浆式搅拌器
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主要应用
液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固— 液系中多用于防止固体沉降。
主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式 比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。
也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
上述三种流型通常同时存在
轴向流与径向流对混合起主要作用
切向流应加以抑制
采用挡板可削弱切向流， 增强轴向流和径向流
除中心安装的搅拌机外，还有偏心式、底插式、侧 插式、斜插式、卧式等安装方式，见图4。
不同方式安装的搅拌机产生的流型也各不相同。
(a) 垂直 偏心式
(b) 底插式
(c) 侧插式
(d) 斜插式
n=1～ 100r/min v=1.0～ 5.0m/s
小于 2Pa·s
折叶式 θ=45°，60°
低转速时水平环 向流为主；转速 高时为径向流； 有挡板时为上下 循环流
折叶式有轴向、 径向和环向分流 作用
当d/D=0.9以上， 并设置多层桨叶 时，可用于高粘 度液体的低速搅 拌。在层流区操 作，适用的介质 粘度可达 100Pa·s, v=1.0～3.0m/s
高粘流体搅拌器有： 锚式、框式、锯齿圆盘式、 螺旋桨式、螺带式（单螺带、 双螺带）、螺旋—螺带式等。
轴流式
搅拌器 混流式
径流式
图7 搅拌器流型分类图谱
桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在 搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占 搅拌器总数的75～80％。
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二、几种常用搅拌器：
1. 桨式搅拌器 结构最简单 叶片用扁钢制成，焊 接或用螺栓固定在轮 毂上，叶片数是2、3 或4 片，叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。
(a) 涡轮式或桨 式搅拌器
(b) 导流筒 置于桨叶的 上方
(b)推进式搅拌器 导流筒套在桨 叶外面，或略 高于桨叶
图6 导流筒
结构
通常导流筒上端低于静液面，筒身上开孔或槽， 当液面降落后流体仍可从孔或槽进入导流筒。
导流筒将搅拌容器截面分成面积相等的两部分， 导流筒直径约为容器直径的70%。
当搅拌器置于导流筒之下，且容器直径又较大 时，导流筒的下端直径应缩小，使下部开口小 于搅拌器的直径。
流动特性
搅拌器从电动机获得机械能，推动物料（流体）运动。 搅拌器对流体产生二种作用，剪切作用和循环作用。
剪切作用与液—液搅拌体系中液滴的细化、 固—液搅拌体系中固体粒子的破碎以及气—液 搅拌体系中气泡的细微化有关。
当输入液体的能量主要用于对流体的剪切 作用时，则称为剪切型叶轮，如径向涡轮式、 锯齿圆盘式等。
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桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ， 最高粘度为20Pa·s 。其常用参数见表17-5。 缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。
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表1 桨式搅拌器常用参数
常用尺寸
常用运转 常用介质 条件 粘度范围
流动状态
备注
d/D=0.35～0.8 b/d=0.1～0.25 Bn=2
釜式反应器的结构 –搅拌器的选择
化学反应过程与设备
1
能力目标
1．能选择合适的搅拌器
2
知识目标
1．理解搅拌釜中的流动与混和 2．理解搅拌器的种类．特点 3．理解搅拌器的选型原则
3
主要内容
1．搅拌液体的流动特性 2．搅拌器的型式．选择
4
搅拌器
1、 搅拌器与流动特征
定义 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键 部件。
图2 搅拌器与流型 (b) 轴向流
(b)轴向流
流体流动方向平行于 搅拌轴，流体由桨叶 推动，使流体向下流 动，遇到容器底面再 向上翻，形成上下循 环流。
图3 搅拌器与流型 (c) 切向流
(c)切向流
无挡板的容器内，流 体绕轴作旋转运动， 流速高时液体表面会 形成漩涡，流体从桨 叶周围周向卷吸至桨 叶区的形式、搅拌 容器和内构件几何特征，以 及流体性质、搅拌器转速等 因素。
搅拌机顶插式中心安装 立式圆筒的三种基本流型 流型
径向流 轴向流 切向流
图1 搅拌器与流型 (a) 径向流
(a)径向流
流体流动方向垂直于 搅拌轴，沿径向流动， 碰到容器壁面分成二 股流体分别向上、向 下流动，再回到叶端， 不穿过叶片，形成上、 下二个循环流动。
功能 提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。 原理 搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形
成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液 体在搅拌容器内循环流动。 流型 流体循环流动的途径。
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一、流型
流型与搅拌的关系
流型与搅拌效果、搅拌功 率的关系十分密切。搅拌 器的改进和新型搅拌器的 开发往往从流型着手。
一般在容器内壁面均匀安装4块挡板 宽度为容器直径的1/12～1/10。
全挡板条件
当再增加挡板数和挡板宽度，而功率消耗不再增加 时，称为全挡板条件。 全挡板条件与挡板数量和宽度有关。
搅拌容器中的传热蛇管可部分或 全部代替挡板，装有垂直换热管 时一般可不再安装挡板。
图5 挡板
(2) 导流筒
作用——上下开口圆筒，安装于容器内，在搅拌 混合中起导流作用。
流动特性
搅拌器从电动机获得机械能，推动物料（流体）运动。 搅拌器对流体产生二种作用，剪切作用和循环作用。
循环作用与混合时间、传热、固体的悬 浮等相关。
当搅拌器输入流体的能量主要用于流体 的循环作用时，称为循环型叶轮，如框式、 螺带式、锚式、桨式、推进式等为循环型叶 轮。
2、 搅拌器分类、图谱及典型搅拌器特性