德宏傣族景頗族自治州油泥攪拌器迎接變化-中拓鼎承

黏彈性流體兼有黏性液體與彈性固體的特性，能在變形后呈現(xiàn)彈性恢復(fù)，具有與非依時性和依時性這兩類非牛頓流體的黏性效應(yīng)。聚合物熔體和溶液是典型的黏彈性流體，在定態(tài)剪切下表現(xiàn)出前述純黏性非牛頓流體的特性，而當(dāng)剪切發(fā)生變化（包括擴(kuò)大、收縮流和非定態(tài)流動）時則表現(xiàn)出彈性。黏彈性流體具有以下特異流動行為。

(1)爬桿效應(yīng)（Weissenberg效應(yīng)），用攪拌器攪拌黏彈性流體時，轉(zhuǎn)軸處的液面沿軸上升，離軸較遠(yuǎn)處的液面下降。這一行為與牛頓流體正好相反。為此在設(shè)計流體黏彈性較強(qiáng)的攪拌器時，應(yīng)選擇合適的攪拌器。否則，會因爬桿效應(yīng)使流體全部包裹在攪拌器上，與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn)，從而使混合和傳熱等過程均不能正常進(jìn)行。

(2)膨脹效應(yīng)（Barus效應(yīng)），黏彈性流體從圓管或小孔中流出時有射流膨脹現(xiàn)象，此時流出液的大直徑dmax可達(dá)圓管內(nèi)徑d的2～3倍。黏彈性流體的膨脹程度與所流經(jīng)的圓管長度有關(guān)，圓管越長，膨脹程度越?。欢?dāng)圓管充分長時，膨脹比B (B=dmax/d)會達(dá)到一定值。膨脹比在聚合物加工中是一重要現(xiàn)象，通過測量膨脹比可獲得法向應(yīng)力差的信息。

(3)記憶現(xiàn)象（又稱彈性滯后），改性瀝青攪拌器迎接變化，施加壓力梯度使黏彈性流體在管內(nèi)流動；當(dāng)突然移去壓力梯度，黏彈性流體將反向移動一段距離后才停止。

(4)反向次流，在液體中插入一旋轉(zhuǎn)圓盤，形成的主流是切向流，同時在轉(zhuǎn)盤下方形成軸向次流。在牛頓流體中，次流的方向是軸中心處流體向上而四周流體向下；黏彈性流體則相反，軸心處流體向下而容器四周的流體向上運動。反向次流對攪拌器的攪拌、傳質(zhì)等操作是一個重要的影響因素。

化工攪拌器中低粘度互溶液體攪拌

黏度是流體的一種屬性。流體在管路中流動時，有層流、過渡流、湍流三種狀態(tài)，化工攪拌器中同樣也存在這三種流動狀態(tài)，而決定這些狀態(tài)的主要參數(shù)之一就是流體的黏度。在攪拌過程中，一般認(rèn)為黏度大于50Pa.s的為高黏度流體，在此以下則統(tǒng)稱為低黏度，有時將黏度在5～50Pa.s范圍內(nèi)的液體稱為中黏度流體。

低黏度互溶液體的攪拌是兩種及兩種以上互溶液體在攪拌作用下，任意一點的濃度、密度、溫度以及其他物理狀態(tài)達(dá)到均勻的過程，通常又稱為混勻過程，它是攪拌器工作中基本的一種攪拌工況。有時為了強(qiáng)調(diào)其屬于均相攪拌的特點，也稱其為調(diào)和或調(diào)勻。

低黏度互溶液體攪拌過程的主要特征是不存在傳遞過程的相界面。對于一個純物理混合過程，低黏度互溶液體的混合屬于容易完成的過程。但如果混合過程伴有化學(xué)反應(yīng)時，則往往會使過程復(fù)雜化，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是對混合時間有比較嚴(yán)格的要求，以避免發(fā)生一些不希望的副反應(yīng)；二是大多有反應(yīng)熱的導(dǎo)出或熱量的導(dǎo)入，從而增加了混合過程的控制難度。

低黏度互溶液體的攪拌操作一般都是在湍流狀態(tài)下進(jìn)行的。因而這一過程就具有較強(qiáng)的主體擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和分子擴(kuò)散，在宏觀混合的過程同時伴有很強(qiáng)的微觀混合過程。為達(dá)到攪拌液體的混合均勻狀態(tài)，低黏度互溶液體的攪拌首先要求提供足夠的循環(huán)量，避免在器內(nèi)出現(xiàn)死區(qū)，使所有攪拌液體都能產(chǎn)生快速對流循環(huán)運動。其次，還要求化工攪拌器造成的液體湍流強(qiáng)度或剪切速度要大，尤其是當(dāng)兩種液體黏度相差比較大時，剪切的存在將有利于高黏度液體在器中的分散，有利于湍流擴(kuò)散的強(qiáng)化。此外，當(dāng)需要混勻的兩種液體數(shù)量相差較大時，少量液體的加料位置是很重要的，理想的位置是葉輪區(qū)，或是在葉輪吸入口附近，以保證進(jìn)料能很快通過葉輪，促使攪拌液體很快達(dá)到濃度均化。

當(dāng)插入擋板后，波面的凹陷消失，如圖2-2中D1，此時周向速度大大減低，而徑向速度和軸向速度都增加，有研究表明，插入擋板后，可使垂直循環(huán)流速為無擋板時的4倍。

推進(jìn)式葉輪所造成的流動狀態(tài)也有層流、過渡流以至湍流等，也因Re數(shù)大小而異。軸流型葉輪的排出流方式與徑流型的不同，它的流型是在軸方向有很大的排出流量，特別是罐內(nèi)有擋板或?qū)Я魍埠螅交剞D(zhuǎn)流更弱，主要是軸向的上下循環(huán)流。軸流型葉輪與徑流型葉輪相比，前者可以在消耗動力較小的情況下獲得較大的循環(huán)流量。

高黏度液體的流動狀態(tài)與低黏度液體是不同的。當(dāng)液體處在高黏度時，多為層流流動。這時僅在葉輪的近旁才發(fā)生液體的流動，離開葉端一段距離則液體的流速就急速降低，直至仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)。由于Re數(shù)的降低。這時軸附近的“固體回轉(zhuǎn)部”幾乎不存在，而罐內(nèi)流動型式和攪拌葉輪的運動軌跡有直接關(guān)系如圖2-5。如錨式葉輪在層流時所造成的基本上是水平方向的回轉(zhuǎn)渦流。螺桿式使流體螺旋下降（或上升）為主，加上導(dǎo)流筒后，就可形成筒內(nèi)外的上下循環(huán)流。雙螺帶式能夠使液體產(chǎn)生較復(fù)雜的四周螺旋上升再沿攪拌軸下降的流動型式。

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