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高黏度流体混合机理

2022-06-18 11:44:46 360

一般认为,在工业规模的混合设备中小于 5Pa·s 的流体为低黏流体,550 Pa·s 的流体为中黏流体,50500 Pa·s 的流体为高黏流体,大于500 Pa·s 的流体为超高黏流体。对于高黏度流体的混合,合理选择混合设备对提高混合效率、减小混合功耗以及降低固定资产成本等都是至关重要的。本文作者以此为出发点,对高黏度流体混合机理及有关研究方法进行总结,以供后期进一步研究作参考。

流体混合机理可以分为 3 种:对流混合、剪切混合和扩散混合。

搅拌桨叶产生的剪切作用把待混合的物料撕拉成愈来愈薄的薄层(剪切),终与作为连续相的主流体达到均匀混合。

对于搅拌槽中高黏度流体的混合过程,单具有作为混合推动力的剪切作用是不够的,由于槽中剪切速率分布不均匀,局部混合效率有快有慢。因而必须要有向全槽范围内传递这种推动力的循环作用(对流),即把高剪切区域和低剪切区域的流体微元不断地进行交换。

对于单体的混合,在搅拌器启动后就产生循环流型,而对于黏度不同的多种流体的混合(简称异黏流体),由于不同流体的黏度差、密度差以及可能具有的弹性抑制了循环流动,混合初期并不能形成良好的循环流型,而需要经历较长的时间,即异黏流体的混合时间比单体要长得多。

       随着高黏度流体混合研究的不断深入,仅仅了解混合机理是不够的,如何对流体性质进行表征、对混合效果进行定性甚至定量描述,如何对混合效率进行统一评定已成为该领域研究者所共同关注的问题。

     

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