轴流式搅拌器桨叶的水动力性能以及与搅拌槽的位置关系直接影响到搅拌的混合效果。随着轴流式搅拌器在工业领域的广泛应用,该型式搅拌器的流动特性和搅拌效果的研究越来越受到人们的重视,但目前对这方面的研究还比较少,由于搅拌器内三维湍流流场测试困难,对轴向流桨叶的设计理论方法把握不准,所以无法较为准确的预测轴流式搅拌器的流动特性和混合效果,从而给工程设计造成困难。将面元法应用于轴流叶轮和轴流式搅拌器方面的研究必将促进桨叶和搅拌器的基础理论的发展,具有较高的学术研究和应用价值。
轴流式搅拌设备广泛应用于化工、造纸、冶金和水处理等行业,固液两相搅拌操作在生产中较为常见,对固液悬浮搅拌槽中的固液两相流流场及固体浓度分布的研究很有必要;随着工业中对节能要求的提高,对搅拌器功率消耗的研究也同样重要。目前,组合式搅拌器已经广泛应用于固液悬浮,对组合式搅拌器的搅拌特性需要深入研究。本文以轴流式搅拌器PBTD45和径流式搅拌器Rushton组成的组合式搅拌器为对象,通过CFD模拟以及实验的方法进行了研究,为组合式搅拌器的选型和使用提供参考依据。
轴流式搅拌器中桨式搅拌器,轴流式搅拌器中桨式搅拌器是搅拌器中结构简单的一种,通常仅两个叶片。它采用扁钢制成,叶片焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片型式可分为平直叶式和斜(折)叶式两种,根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型两种。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合,由于在同样的排量下,轴向流叶轮的功耗比径向流低,故轴向流叶轮使用较多,由于结构简单,即使叶径大,价格也不高,故往往用于大叶径、低转速的场合。其主要用途为:在液-液系用于防止分离和使温度均一;在固-液系,多用于防止固体沉降。然而,桨式叶轮机械搅拌器不适用于气-液分散那样保持气体和以细微化为目的的操作,还有,由于其适合于制成大叶径,故也可用于高黏度液体的搅拌,这种场合为了促使液体上下交换,或者使用3-5层的多层叶轮,或者使用如下图那样的变形的桨式叶轮。一般情况下轴流式搅拌器中桨式搅拌器所搅拌的介质的粘度都不高,同样适用于中低粘度搅拌的搅拌器还有涡轮式和推进式。
轴流式搅拌器
还有,轴流式搅拌器的采用多层PBT桨也会使各桨叶产生单独的径向流。在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中,若采用搅拌器侧面插入安装方式,通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果。