四川大学：《化工原理 Principles of Chemical Engineering》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 搅拌 Agitation and mixing

第六章搅拌 Chapter 6 Agitation and mixing

第六章 搅拌 Chapter 6 Agitation and mixing

述( Introduction) 搅拌的用途 (1)使两种或多种互溶的液体分散; 2)不互溶的液体之间的分散与混合; (3)气体与液体的混合; (4)使固体颗粒悬浮于液体之中; (5)加速化学反应、传热、传质等过程的进行。 搅拌可以同时达到几个目的,例如用硫酸浸取磷矿浆制取磷 酸过程中,搅拌使磷矿颗粒和生成的磷石膏晶体悬浮于液体 之中,同时又加速了化学反应、传热、传质过程的进行。 搅拌方式:机械搅拌、气流搅拌、射流搅拌、静态混合、管 道混合等

概述 (Introduction) 搅拌的用途： (1) 使两种或多种互溶的液体分散； (2) 不互溶的液体之间的分散与混合； (3) 气体与液体的混合； (4) 使固体颗粒悬浮于液体之中； (5) 加速化学反应、传热、传质等过程的进行。 搅拌可以同时达到几个目的，例如用硫酸浸取磷矿浆制取磷 酸过程中，搅拌使磷矿颗粒和生成的磷石膏晶体悬浮于液体 之中，同时又加速了化学反应、传热、传质过程的进行。 搅拌方式：机械搅拌、气流搅拌、射流搅拌、静态混合、管 道混合等

搅拌装置 由搅拌槽,搅拌器和 若干附件组成。 Motor (---Soeed reduce HIt Liquid surfoce Dip /eg Thermowe// 搅拌器是搅拌装置的095 s Shaft 核心部件,由它将机 Boffe Impeller 械能传递给液体。 搅拌器作用类似于泵 的叶轮,通常搅拌器 Drain valve 又称之为叶轮

由搅拌槽，搅拌器和 若干附件组成。 搅拌装置 搅拌器是搅拌装置的 核心部件，由它将机 械能传递给液体。 搅拌器作用类似于泵 的叶轮，通常搅拌器 又称之为叶轮

常见搅拌器类型 螺旋桨式 通用尺寸及叶片端部速度 S/d≠=1 Z=3 般5~15m/s,最大25m/s 螺带式 通用尺寸及叶片端部速度 Sd+=1 Ba=0.1 z=-1-2(2指双螺带) 外缘尽可能与釜内壁接近

通用尺寸及叶片端部速度： S/d=1 Z=3 一般5~15m/s，最大25m/s 常见搅拌器类型 螺旋桨式 通用尺寸及叶片端部速度： S/d=1 B/d=0.1 Z=1-2(2指双螺带) 外缘尽可能与釜内壁接近 螺带式

常见搅拌器类型 桨式 通用尺寸及叶片端部速度 d/B=4-10 d 2 1.5~3ms 锚式和框式 d 国通用尺寸及叶片端部速度 d d/d=0.05-0.08 d=25-50mm d为搅拌器外缘与釜内壁距离—二 0.5-1.5m/s

通用尺寸及叶片端部速度： d/B=4-10 Z=2 1.5~3 m/s 常见搅拌器类型 桨式 通用尺寸及叶片端部速度： B/d=1/12 d＇/d=0.05-0.08 d＇=25-50 mm d＇为搅拌器外缘与釜内壁距离 0.5-1.5 m/s 锚式和框式

常见搅拌器类型 涡轮式 平母银E (1)圆盘平直叶 2)圆盘弯叶 (3)开启平直叶 (4)开启弯叶 B王

(1) 圆盘平直叶 (2) 圆盘弯叶 (3) 开启平直叶 (4) 开启弯叶 常见搅拌器类型 涡轮式

常见搅拌器类型 轴流式( Axial-fow) 液体在搅拌槽内形成的总体流动为轴向 和切向的大循环,湍动程度不高,适用 于低粘度的互溶液体的混合、固体颗粒 的悬浮以及强化槽内的传热等。 螺旋桨式:直径小、转速高、流量大、压头低。 螺带式:旋转半径大,搅动范围广、转速低、压头小,适于 高粘度液体的搅拌

常见搅拌器类型 轴流式 (Axial-flow) 液体在搅拌槽内形成的总体流动为轴向 和切向的大循环，湍动程度不高，适用 于低粘度的互溶液体的混合、固体颗粒 的悬浮以及强化槽内的传热等。 螺旋桨式：直径小、转速高、流量大、压头低。 螺带式：旋转半径大，搅动范围广、转速低、压头小，适于 高粘度液体的搅拌

常见搅拌器类型 径向流式( Radial-fow) 液体在槽内作切向和径向的涡旋运动,总 体流动较复杂。适用于搅拌中等和低粘度 的液体,特别适用于不互溶液体的分散 气体和固体的溶解、液相反应及传热等操 作,对于易分层的物系则不适用。 涡轮式:转速高,叶片宽,与螺旋浆式比 较流量小、压头高。 ( 碧叶片浆式:叶片较长、转速较慢,产生 的压头较低。可用于较高粘度液体的搅拌。 锚式和框式:旋转半径更大(仅略小于反应槽的内径),搅动 范围很大,转速更低,产生的压头更小,适用于较高粘度液 体的搅拌,也常用来防止器壁产生沉积现象

常见搅拌器类型 径向流式 (Radial-flow) 液体在槽内作切向和径向的涡旋运动，总 体流动较复杂。适用于搅拌中等和低粘度 的液体，特别适用于不互溶液体的分散、 气体和固体的溶解、液相反应及传热等操 作，对于易分层的物系则不适用。 涡轮式：转速高，叶片宽，与螺旋浆式比 较流量小、压头高。 平叶片浆式：叶片较长、转速较慢，产生 的压头较低。可用于较高粘度液体的搅拌。 锚式和框式：旋转半径更大 (仅略小于反应槽的内径)，搅动 范围很大，转速更低，产生的压头更小，适用于较高粘度液 体的搅拌，也常用来防止器壁产生沉积现象

档板、导流简( Baffle and draft tube) 打旋现象:液体在离心力作用下涌向器壁 中心部分液面下降,形成一个大旋涡。转 速越高,形成的旋涡越深。 后果:有效容积降低,且几乎不产生轴向 混合,搅拌效果下降。严重时出现负压, 从表面吸入空气,使搅拌器不能正常操作 解决方法:在槽內安装档板。 过多的档板将减少总体流动, 并把混合局限在局部区域内, 导致不良的混合性能

档板、导流筒 (Baffle and draft tube) 打旋现象：液体在离心力作用下涌向器壁， 中心部分液面下降，形成一个大旋涡。转 速越高，形成的旋涡越深。 后果：有效容积降低，且几乎不产生轴向 混合，搅拌效果下降。严重时出现负压， 从表面吸入空气，使搅拌器不能正常操作。 解决方法：在槽内安装档板。 过多的档板将减少总体流动， 并把混合局限在局部区域内， 导致不良的混合性能

档板、导流简( Baffle and draft tube) 解决方法:对小容器,搅拌器偏 心或偏心倾斜安装可破坏循环回 路的对称性。 导流筒:引导液体流入和流出搅 拌器的园形导筒。可控制液体的 流向和速度,减少短路机会,提 高混合效果。特别是含有固体颗 粒的液体可得到均匀的悬浮。 Botile 口口 b

档板、导流筒 (Baffle and draft tube) 导流筒：引导液体流入和流出搅 拌器的园形导筒。可控制液体的 流向和速度，减少短路机会，提 高混合效果。特别是含有固体颗 粒的液体可得到均匀的悬浮。 解决方法：对小容器，搅拌器偏 心或偏心倾斜安装可破坏循环回 路的对称性