










攪拌器工作時,用攪拌器對低黏度互溶液造成湍流并不困難,但黏度達(dá)到較高水平后,由于黏滯力的影響,就只能出現(xiàn)層流狀態(tài)。尤其困難的是,這種層流也只能出現(xiàn)在攪拌器的附近,離槳葉稍遠(yuǎn)些地方的高黏度液體仍是靜止的。這樣就很難造成液體在攪拌器內(nèi)的循環(huán)流動,大同攪拌器,即在器內(nèi)會有死區(qū)存在,對混合、分散、傳熱、反應(yīng)等各種攪拌過程十分不利。所以,高黏度液體攪拌的首要問題就是要解決流體流動與循環(huán)的問題。在這種情況下,不能靠增大攪拌器的轉(zhuǎn)速來提高攪拌器的循環(huán)流量,因為流體黏度較高時,攪拌器排出的流量很少,轉(zhuǎn)速過高還會在高黏度溶液中形成溝流,而周圍液體仍為死區(qū)。較為有效的解決辦法是設(shè)法使攪拌器推動更大范圍的流體。因此,高黏度液體的攪拌器直徑與器內(nèi)徑之比、槳葉的寬度與器內(nèi)徑之比都要求比較大,有時還要求增加攪拌器的層數(shù),以增大攪拌范圍。

若將攪拌器中兩種性質(zhì)不同,但互相溶解的液體一起攪拌,將發(fā)生兩種過程,首先是兩種液體被破碎成塊團(tuán)(或稱溶質(zhì)團(tuán)、濃度斑),并彼此摻合起來,這些塊團(tuán)是不規(guī)則的,塊團(tuán)的尺寸隨攪拌器的攪拌而連續(xù)地減小。同時這兩種流體間的擴(kuò)散將通過塊團(tuán)的邊界進(jìn)行,邊界處的組成先發(fā)生變化,逐漸擴(kuò)展至塊團(tuán)內(nèi)部,終達(dá)到兩種液體的分子級的混合。若不是液體先被打碎成小塊團(tuán)、形成大量接觸面的話,擴(kuò)散過程進(jìn)行很慢;然而若沒有擴(kuò)散過程,即使攪拌器長時間連續(xù)不斷地攪拌也不能獲得分子級均一的混合物。由此可見,“破碎”和“擴(kuò)散”是整個均勻混合進(jìn)程中兩種不同性質(zhì)的過程。前者是減小塊團(tuán)的尺寸,后者是消除混合物相鄰區(qū)域之間濃度上的差異。所以這兩者需要用不同的物理量來描述。如用Danckwertz定義的分離尺寸L(Scale ofSegregation)和分離強(qiáng)度I(Intensity of Segregation)來描述。

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