液体搅拌相关知识
一、液体搅拌的作用
在化工生产中，除了需要输送液体的机械外，还需要迫使液体在容器内部流动，以促使其中的各组分相互分散混合的机械。这种机械称为搅拌器，而且搅拌器把能量加给液体迫使其流动的操作称为液体的搅拌。
液体搅拌的作用，大致有以下三方面：
1、强化物质的传递，增加化学反应速度。搅拌可以使液体物料互相掺和，充分接触，从而提高传质速率和反应速率。
2、强化传热过程，防止局部过热或过冷现场的产生。
3、有效地制备混合物。搅拌可以使两种或多种的互溶液体组成混合液，也可以使不互溶的液体达到混合均匀，也可以使液体和固体颗粒制成悬浮液和乳浊液。
二、液体搅拌器
液体搅拌器的类型有多种，这里介绍其中的机械搅拌器和气流搅拌器。
1、机械搅拌器
机械搅拌器一般由一根在电机带动下的中心轴（搅拌轴）和安装在轴上的推动器（叶轮）组成。由于推动器型式很多，搅拌器的类型也就多。
1）旋桨式搅拌器
其结果类似于飞机的螺旋桨，由2~3片推进式螺旋桨叶固定在转轴上而制成的。旋桨叶直径一般为容器的1/2.5~1/4，转速每分钟在数百转至上千转之间，叶片端部线速度可达5~15m/s，适用于低粘度液体的搅拌。
旋桨式搅拌器造成的湍动程度不高，但循环量大，特别适用于要求容器上下均匀的场合。其缺点是由于切向分速度的影响，液体在容器内做圆周运动，各层之间无相对运动，不能实现有效的分散。而当液体中有固体颗粒时，它将被抛向器壁并沉到釜底，起到与分散相反的作用。另外在离心力的作用下，液体表面出现下凹现象，转速越高，越严重，以致有可能使桨叶中心部分暴露在空气中，将空气卷入，破坏正常操作。
2）涡轮式搅拌器
由若干个轮片构成的涡轮安装在轴上而组成的搅拌器。涡轮式搅拌器通常由六片桨叶组成，桨叶可以做成四种类型。叶轮直径一般为容器直径的1/3~1/2，转速较高，端部的圆周速度可达3~8m/s。
涡轮式搅拌器的分散作用比旋桨式要好，适用于低粘度和中粘度，并要求微观均匀的搅拌过程。但由于釜内有两个回路，对易于分层的物料不大适用。
3）桨式搅拌器
由2~4片板状桨叶用螺栓固定在轴上组成的。桨式搅拌器的尺寸较大，其直径为容器直径的1/2~4/5，但转速低，叶片端部的线速为1.5~3m/s。当釜内液面较高时，可以搅拌轴上水平安装几排桨叶，以增强搅拌效果。
4）锚式和框式搅拌器
这类搅拌器和上述三类搅拌器有明显差别，即上诉三类搅拌器的直径均比釜径小得多，而锚式和框式搅拌器的直径和釜径非常接近，其间距只有25~50mm。锚式和框式搅拌器的结构，是由桨式搅拌器演变而来的，其外缘形状与釜底内壁形状一样。其转速很低，15~80r/min。它基本上不产生轴向流，但搅拌范围很大，不会形成四区，主要用于粘度大，有沉淀物的场合。
2、气流搅拌器
气流搅拌器很简单，压缩空气或蒸汽由管路送入液层底部，在液体内部产生鼓泡作用以达到搅拌的目的。被搅拌的物料与空气、水蒸气不能发生化学反应。气流搅拌的设备简单，但能力消化常大于机械搅拌。
三、强化液体搅拌的措施
强化搅拌就是人为采取措施改变流动状况，使搅拌效果得到改善。通常采用以下两种方法。
1、装设挡板
在器壁上垂直安装四块条形挡板，挡板宽度通常为容器直径的1/12~1/10。它有效地抑制液体的旋流，使自由表面下凹的现象大大减少，而且液流在挡板后形成漩涡，增大了液流的湍动程度。
若容器中有温度计管和换热管，在一定程度上也起到挡板的作用。
2、装设导流管
在搅拌器周围无固体边界的情况下，也可沿各种方向回流到搅拌器入口，行程长短不一。在容器内装一上下直通的圆通——导流管之后，情况就发生了改变。液体受到导流管的作用被迫上下流动，消除了液流短路现象，大大提高了整体的湍动程度，强化了搅拌效果。
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