粘稠物系流变特性对螺带桨混合性能影响的研究

选用流变性质不同的三种物系:糖浆、CMC溶液、鲍格流体,在直径为0.286m的釜内,以不同结构的螺带桨进行搅拌,测定了功率、混合时间、速度分布和流型。分析了流变性质如粘度的剪切依赖性、弹性等对这些性能的影响,并在流型观测的基础上对功率、混合时间的变化规律作了解释。     

搅拌槽内粘稠物系的混合过程

以发酵罐中通气搅拌下的混合为背景，考察了搅拌形式，物系流变性质及通气速率等因素，对搅拌槽内粘稠物质系中混合过程的影响，轴向流翼型混合效率高于涡轮桨，通气有助于改善粘稠物系中的混合粘度变化主要改变槽内流动状态和桨叶泵送能力，从而改变混合效率，当物系为中等粘度假塑性流体时，混合速率由桨叶泵送流动的流量和形态所决定，多层搅拌下分区现象限制了混合速率。     

组合螺带桨搅拌槽内粉体的混合性能

在直径0.48 m的立式搅拌槽内研究了4种组合式螺带搅拌桨的粉体混合性能,考察了搅拌转速、粉体物料装填高度和搅拌桨型对粉体混合性能的影响,分析了径向与轴向上的粉体混合情况. 结果表明,搅拌转速是影响粉体混合的重要因素,增加搅拌转速能明显缩短混合时间,转速44.0 r/min时的混合因子π3比转速8.7及26.5 r/min时下降50%及30%以上;在搅拌桨内部附加较小的内桨使功率略有增加,但可显著缩短混合时间,转速44.0 r/min时能使π3下降50%,提高混合效率.     

新型组合桨混合特性研究

根据聚合反应的特定工艺过程要求,提出了一种新型搅拌桨,对其混合性能进行了研究并与常规桨型进行对比。结果表明,该桨在高粘度流体内混合时间、排液量、混合效率等方面较常规桨型好,能在较短的时间内实现全罐的均匀混合。     

多层CBY组合桨搅拌槽内混合特性的研究

在直径为０．５ｍ的搅拌釜内,采用酸碱中和法测定了多层桨搅拌过渡区的混合时间,应用电导率法测定了湍流区的混合时间,研究了桨叶安放角,桨径,层间距,搅拌雷诺数,桨型对混合特性的影响规律。     

涡轮桨搅拌槽内粘稠物系的微观混合特性

利用改进的硫酸铜沉降反应和氯乙酸乙酯水解反应的快速平行竞争反应体系,在直径0.476 m的反应釜内,研究了不同质量分数(0%, 0.1%和0.5%)的羟乙基纤维素体系中,在排除硫酸铜副反应干扰的情况下,利用吸光度与铜离子浓度的线性关系,考察了加料时间、加料位置、搅拌转速以及粘度等因素对产物分布的影响. 结果表明,副产物收率随搅拌转速的增加而降低,随粘度的增加而增大,但随着粘度的提高,其上升的趋势减缓. 研究结果对粘稠物系搅拌反应器的优化设计具有指导意义.     

螺带型搅拌槽内异物性液体的混合性能

针对高固含量木质纤维素同步糖化与发酵生产燃料乙醇过程,研究了螺带型搅拌槽内层流流动条件下少量低粘低密度液体(a)加入大量高粘高密度主体液体(b)中的混合性能,考察了转速、两种液体体积比(Va/Vb)、粘度比(mb/ma)、密度差等影响因素. 结果表明,当Va/Vb>1%时,异物性物系混合时间远高于相同物性液体混合时间,可延长2~5倍;Va/Vb对混合时间影响最显著,Va/Vb=0.2%~3.7%范围内,无量纲混合时间Ntm随体积比增大先降低后升高存在一最小值;当Va/Vb≥2%,单位主体液体密度之差Dr/rb>0.2时,Ntm随着Va/Vb, Dr/rb增加线性增大;Ntm随着mb/ma增大而减小;加入相加在主体液体内所得混合时间比加在液体表面时短;Va/Vb>2%时,混合工况可分为Re数控制区(桨叶控制)及Ri数控制区(重力控制).     

混合材对水泥浆体流变性能的影响

该文通过试验指出矿渣,石灰石,粉煤在,沸石,煤矸石等常用混合材的掺入不会改变新拌水泥集体的流变类型,但对其流变参数却有明显的影响。同一混合材的掺加量和细度也影响着水泥浆料的流变性能。     

组合桨的混合性能研究

用模拟合成橡胶的粘稠介质研究了组合桨的宏观与微观混合性能，以及组合桨的匹配，提出组合桨（螺带／透平）是改善粘稠介质快速混合的有效途径。     

螺带式搅拌器的循环时间分布及其混合特性

采用单个悬浮粒子法和脱色法分别测定了多种不同几何尺寸的螺带式搅拌器的循环时间分布以及混合时间。得到同频度C_5值和混合时间C_1计算式。考察了流体的弹性对循环时间分布和循环流量的影响。     

螺带桨叶在粘弹性流体中的搅拌功率

本文研究了层流区内外单螺带-锚、四螺带-锚桨叶在粘弹性流体中的搅拌功率消耗。与牛顿型流体比较结果表明,流体的弹性对搅拌功率有较大的影响。Boger流体较牛顿型流体的功率消耗大50％以上。 本文采用了广义二阶流体本构方程导出搅拌功率计算式: 用实验数据确定f_3和F_(1av)~*,得到了适用于牛顿型流体、假塑性流体和粘弹性流体的功率计算式。计算结果与实验值比较接近。     

内外单螺带式搅拌器的Metzner常数

对１１种不同向何尺寸的内外单累带搅拌器（ＩＯ－ＨＲ）,在６６中不同流动行为指数（ｎ＝０．３７－１）的幂律流体中的剪切特性进行了实验研究。发现内外单螺带 的Ｍｅｔｚｎｅｒ常数,Ｋｓ与流动行为指数ｎ、桨的几何尺寸均相关。提出改进的数据处理方法来求算Ｋｓ,并详细分析了桨的几何尺寸和流体剪切稀化特性对Ｋｓ的影响。最后的对包括经典的Ｍｅｔｚｎｅｒ方法在内的不同求解Ｋｓ的方法做了分析比较。     

螺带式搅拌桨叶的功率消耗模型

<正>在化工生产中得到广泛应用的螺带式搅拌器,其大部分功率数据是以实验为基础进行关联的,也进行过半理论的关联.通常,一个物理模型要能满足大量实验数据的检验,并要求使用方便.本文旨在开发这样的模型,以便于计算螺带式搅拌器的功率消耗、循环流量以及Metzner常数,为工程设计放大提供参考.     

Power Requirement when Mixing a Shear‐Thickening Fluid with a Helical Ribbon Impeller Type

The optimal design of close clearance impellers requires the knowledge of the power demand of the mixing equipment. In non‐Newtonian mixing, this can be readily obtained using the Metzner and Otto concept [1]. In this work, this concept and the determination of the K_s value for an atypical helical agitator (PARAVISC system from Ekato firm) have been revised in the case of shear‐thinning fluids and a shear‐thickening fluid. For poor shear‐thinning fluids, it has been shown that for our mixing system the K_s value does not vary strongly with the flow behavior index, and may be regarded as a constant for the mixing purpose design. By contrast, for the shear‐thickening fluid, power consumption measurements indicate that the relationship between the K_s values and the flow behavior index is much more complex due to a partial solidification of the product around the impeller.     

Using CFD and Ultrasonic velocimetry to Study the Mixing of Pseudoplastic Fluids with a Helical Ribbon Impeller

A commercial CFD package was used to simulate the 3D flow field generated in a cylindrical tank by a helical ribbon impeller. The study was carried out using a pseudoplastic fluid with yield stress in the laminar mixing region. Ultrasonic Doppler velocimetry (UDV), a noninvasive fluid flow measurement technique for opaque systems, was used to measure xanthan gum velocity. From flow field calculations and tracer homogenization simulations, power consumption and mixing time results were obtained. The torque and power characteristics remain the same for upward and downward pumping of the impeller, but the mixing times are considerably longer for the downward pumping mode. Overall, the numerical results showed good agreement with experimental results and correlations developed by other researchers. From the power and mixing time results, two efficiency criteria were utilized to determine the best pumping mode of the impeller.     

Determination of Mixing Times with Helical Ribbon Impeller for Non‐Newtonian Viscous Fluids Using an Advanced Imaging Method

New results on mixing times for viscous Newtonian and non‐Newtonian fluids being homogenized with a helical ribbon impeller are presented. In particular, a recently developed technique to determine the macromixing kinetics of an impeller in a transparent vessel was applied to investigate the effects of rheological properties on mixing times. Significant differences were observed in the mixing times for viscous Newtonian and non‐Newtonian fluids. Based on the new data obtained in this work, a correlation incorporating the elastic effects is proposed in terms of a Weissenberg number for predicting the mixing time as a function of the Reynolds number and the system geometry.     

双层桨自吸式搅拌槽内的实验研究

应用Ansys12.0中的workbench建模,运用计算流体动力学(CFD)中的CFX对双层桨自吸式搅拌槽内的流场进行数值模拟,在数值模拟的基础上,利用实验室现有条件对双层桨自吸式搅拌槽内的气-液分散性能进行了研究.比较了两种不同的桨叶组合的气体吸入临界转速、功率消耗、气含率和传氧性能.结果表明,6P+6PDTU的功率消耗小于6DT+6PDTU,但是6DT+6PDTU的气含率和容积传氧系数均大于6P+6PDTU,因此具有更好的分散性能.