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低黏度不互溶两相体系液-液分散时,主要控制因素是液滴大小及一定的循环流动,因此对剪切作用的要求均较高,由于涡轮式搅拌器具有较高切应力和较大循环能力,所以为合适,特别是平直叶涡轮搅拌器的剪力作用比斜叶和后弯叶的剪力作用大,就更适用。常用的平直叶开式涡轮搅拌器,叶片宽度宜窄,转速较高。在湍流区全挡板条件下,平直叶开式涡轮搅拌器的参数一般取d/D=0.33,C/d=1,b/D=0.125~0.2。当雷诺数>10的4次方时机械搅拌器上下搅拌范围可达2d。如液体黏度较大时,可用弯叶涡轮,以减少动力消耗。
对气-液分散体系,要求气体分散造成足够的相际接触面,以利于对气体的吸收。主要控制因素是剪切强度,同时也要求有较高的循环量。气体吸收过程以圆盘式涡轮搅拌器,它的剪切作用强,而且在圆盘的下面可以保存一些气体,使气体的分散更平稳,开式涡轮搅拌器就没有这个优点。通常优先采用标准六平直叶圆盘涡轮式搅拌器,并在全挡板下操作。其常用尺寸为:d/D=0.33,C/d=1,H/D=1.25~2,雷诺数>10的4次方时,机械搅拌器上下搅拌范围为2d。当H/D≥2时,常采用多层搅拌器
侧入式搅拌器是将搅拌器安装在器筒体的侧壁上,所以轴封结构是费脑筋的,也是选购中容易忽略的关键地方。在小型器中,可以抽取器内的物料,卸下搅拌器更换轴封部分,所以搅拌器的结构要尽量简单。但是在大型器中,为了在不抽出器内液体的条件下而便于更换轴封部件和传动部件,多半在器内设置断流结构。
对于侧入式搅拌利用推进式搅拌器,在消耗同等功率情况下,能得到高的效果。这种搅拌器的转速一般是360-450r/min,驱动方式有齿轮和皮带两种。从价格成本角度考虑,皮带式更低些,但从维护方便的角度上来看,齿轮式应用多,尤其是某些不能随便停机的场合,齿轮式更是之选。
对于经常需要搅拌不同物料的用户来说,能够对机械搅拌器的转速灵活控制非常重要,因为搅拌器的转速灵活,可调整范围大,其可以搅拌的物料的种类就越多,适应的工况就越广。
一般来说,在机械搅拌器生产中我们常常采用电磁调速、变频调速这两种办法来解决搅拌器的调速问题,由于牵扯到复杂的调速工作原理,我们在此不作原理方面的叙述,因为我们在使用搅拌器的过程中也无需知道其内部的复杂工作原理,我们只需要知道哪种调速方式更适合我们即可。
1.电磁调速,适用于中低功率的机械搅拌器中,如果搅拌器的功率较大,需另外加装启动装置,具有以下优点:工作稳定,价格低廉,方便维护,调速范围大,可以调整转矩。缺点是:1.容易受到环境的影响,恶劣的工作环境下尽量限制采用;2.没有的控制功能,往往需要加装控制器和制动装置;3.节电性能较差,并且没有电路保护功能。
这两种叶轮的设计原理是相同的,当叶轮旋转时,叶片的端部和根部分别把液体向相反的方向推进,促进液体形成轴向循环,由于MIG式和INTERMIC式叶轮常是多层地使用,因此从整个叶轮看,这两种叶轮类似于一个非连续的内外单螺带叶轮或非连续的螺带-螺杆式叶轮。这两种叶轮适合于低、中黏度液体,特别适合于过渡流域下操作。在过渡流域,在叶轮近旁有小的湍流区,在使用多层叶轮的场合,相邻的叶轮的湍流区能连接起来,形成全罐整体的轴向循环,故具有与内外单螺带叶轮相当的混合速率,另一方面这两种叶轮的功率准数小于内外单螺带,因此在过渡流域,其混合效率远高于内外单螺带叶轮。然而,当黏度很高,叶轮在层流域操作时,相邻叶轮使液体产生的轴向流动不能衔接起来,不能使全罐形成整体的轴向循环,在相邻的叶轮之间有混合不良区,这时这两种叶轮的混合效果就比叶片连续的螺带式叶轮差得多了。因此,MIG式和INTERMIG式叶轮不宜在Re<100的情况下操作。