不同组合桨搅拌槽内非牛顿流体的微观混合特性

在直径0.282 m的搅拌槽内,以羟乙基纤维素(HEC)水溶液为工作体系,以磷酸盐?碘化物?碘酸盐平行竞争反应为模型反应,比较了非牛顿流体体系中向心桨、Rushton桨、三斜叶桨的功率准数,考察了加料时间、桨型及双层桨组合对微观混合效果的影响。结果表明,随功率增大,功率准数基本不变,Rushton桨功率准数最大,是向心桨的两倍、斜叶桨的四倍。随加料时间增大,离集指数先减小后不变。在实验考察范围内,单位体积功耗相等的情况下,单层桨微观混合效果的顺序为Rushton桨?向心桨?斜叶桨,双层桨中高剪切的Rushton桨与强循环的斜叶桨组合的微观混合效率最高。     

管式搅拌反应器功率特性研究

以新型管式搅拌反应器为研究对象,在冷态物理模拟的基础上,研究了管式搅拌反应器内的功率特性,以水作为介质,在流量0～3.6 m3/h,搅拌转速100～400 r/min范围内考察了搅拌转速对功率的影响,并对功率准数与雷诺数的关系进行了分析.研究结果表明,在实验范围内,T型桨管式搅拌反应器的搅拌功率P与N1.3～1.4近似成正比;搅拌功率准数与雷诺数满足下列关系式Np=109.79Re1.69.     

搅拌槽内多层组合桨对液-液分散特性的影响

以水-煤油及水-环己烷为体系,研究Rushton涡轮桨(RT),半椭圆管涡轮(HEDT)及翼形轴流式桨(CBY)的6种不同组合桨的液-液分散特性。测定了不同输入功率时分散相体积分率沿轴向及径向的分布。结果表明:当搅拌槽内液位与槽径之比达1.5,在相同输入功率时,三层桨的液液分散性能优于两层桨,功率准数较低的CBY组合桨在输入功率0.8kW/m~3时,槽内的轴向及径向分散相体积分率达到稳定的均匀分布。而功率准数较大的RT组合桨需要在输入功率1.8kW/m~3才能达到槽内分散相的均匀分布。     

新型酯化反应器的研究

根据酯化反应釜的工艺要求提出了2种新的换热器模型,运用实验和模拟2种方法,以同功率下循环流量的大小为着眼点,对不同形式换热器模型的反应槽进行研究,测试了搅拌器的流量准数和功率准数,得出:同功率下桨在套式和板式换热器模型产生循环流量都大于盘管换热器。还通过对搅拌槽内部流场的模拟讨论了3种新型换热器模型的内部流场变化,并对2种新式换热器模型提出了优化方向。     

基于CFD模拟的新型径向流搅拌桨设计

用CFD软件模拟了3种传统径向流搅拌桨—平直叶式、半圆管式和非对称抛物线式搅拌桨的功率消耗和泵送能力等搅拌性能,研究了不同桨叶结构和尺寸对搅拌桨功率准数和泵送能力的影响,设计扇环抛物面桨叶结构,比较了新型桨与传统桨的功率准数、泵送效率等搅拌性能和轴向投影面积率的差异.结果表明,桨叶外缘顶点曲率增大可减小功率准数和提高泵送效率,轴向高度减小可使功率准数降低但对泵送效率提升不大.基于空间自由曲面设计的带有新型非对称扇环抛物面桨叶的搅拌桨操作性能最佳,比非对称抛物线式搅拌桨功率准数下降30.8%,泵送效率提高22.6%.新型搅拌桨轴向投影面积率比非对称抛物线式搅拌桨增加21.5%,能用于气液分散操作.     

组合桨的气液搅拌特性实验研究

对 6种三层组合搅拌桨的功率准数及传质特性进行了实验研究。结果表明 ,1层径流型桨叶和2层混流型桨叶的组合 ,综合性能优于其他形式搅拌桨的组合 ,其功率准数比六直叶圆盘涡轮式桨叶减少 4 0 % ,且在通气下其功率下降最小 ,而传质系数Kla与最大的三层六直叶圆盘涡轮搅拌桨相当     

泛能式搅拌桨搅拌特性研究

在直径为 2 4 0mm的搅拌釜内 ,考察了泛能式搅拌桨的功率、传热特性 ,混合实验在直径为 386mm的搅拌釜中进行。在层流域内 ,建立了功率准数Np 与桨几何尺寸及雷诺准数Re的关联式 ;得到了努塞尔准数Nu与桨几何尺寸、雷诺准数Re、普朗特准数Pr以及体系粘度的关系 ,并采用单位质量流体表示的雷诺准数εD4/ν3 取代雷诺准数关联 ,误差均在 10 %以内。在中低粘度区内相同功耗下 ,泛能式桨的传热系数明显高于螺带桨。当Re >3时 ,泛能式桨的混合效率比双螺带桨要高。     

不同类型搅拌器的气—液分散和混合特性

在通气式搅拌槽内研制了直叶圆盘涡轮、直叶桨式涡轮、４５度折叶圆盘涡轮、４５度折叶桨工涡轮、凹弧叶圆盘涡轮、锥形涡轮和布鲁马金式搅拌器的临界分散转速、分散状态、搅拌功率、气含率、气泡停留时间、排量准数和输出效率，并获得了适用上述种类搅拌器的临界分散转速、搅拌功率、气含率和气泡停留时间关联式。     

多层桨功率准数的CFD模拟研究

为考察多层桨的功率准数,采用CFD方法对不同桨型及层间距的组合进行模拟。研究发现,对多层轴流桨以及轴流桨和径流桨的组合,最上层搅拌器的功率准数基本不变,3层搅拌器时,中间层搅拌器的功率准数降低为基准值的60%。对多层轴流桨PBT的组合,由于流型的影响,下部搅拌器的功率准数有所降低,层间距与桨径相等时,2层PBT的功率准数为单层桨的1.75倍,3层PBT时,总功率准数为单层桨的2.35倍。对径流桨与轴流桨的组合,径流桨的功率准数和最上层轴流桨的功率准数都基本不变。研究结果可为工业中搅拌功率的计算提供依据。     

多层桨搅拌器特性测定

一、前言 反应器的搅拌性能可以用单位体积输入的功以及循环流量表示。如氯乙烯聚合釜的比功率要求为每立方米0.75～0.22千瓦,循环次数为每分钟5～10次左右。桨翼的特性也可用循环特性指标来判断。循环特性指标一般是指桨翼的功率准数与排出流量数之比,这个比值大,则说明桨翼的剪切作用大,比值小则桨翼的循环作用大。在聚氯乙烯生产中,聚合釜内物料的流动状态对产品质量影响极大。为了生产优质产品必须选择具有一定剪切作用的桨翼,以粉碎氯乙烯单体及初期形成的聚合物颗粒。     

无挡板悬浮聚合搅拌釜的粘釜规律

在φ300mm的有机玻璃釜中,用聚苯乙烯颗粒(PS)和粘胶建立了釜内流动条件对粘釜影响的冷模实验方法。研究了无挡板条件下搅拌釜内粘垢的产生及其分布规律,发现在相同搅拌功率下,各种搅拌桨叶对粘釜量的影响从低到高依次为双叶推进式桨、双叶45°斜桨、三叶后掠式桨、双叶60°斜桨、双叶平桨及六叶透平式桨,纵向分布随流型有所不同。并讨论了搅拌桨安装方式及搅拌转速对粘釜规律的影响。     

非均相聚合反应中乳化剂用量及搅拌状况对粒径大小的影响

以釜径为74mm,无挡板的玻璃搅拌釜为反应釜,恒温水浴为热源;自来水为冷却水组成了一套冷模的聚合反应实验装置,同时采用蜂蜡为分散相,去离子水为连续相,Span-80及Tween-60为乳化剂,以二叶平桨、二叶斜桨直边、二叶斜桨圆边及三叶后掠式搅拌桨叶为基准,分别研究了乳化剂用量及不同搅拌状况对粒径大小的影响。结果表明：在低转速下,三叶后掠式搅拌桨的搅拌效果最好;在一定范围内,同一转速下的树脂的平均粒径随乳化剂用量的增加而减小。     

酯化反应釜搅拌器的分析

通过工艺条件和设备能力的对比 ,论证了把原 2 0 0t/d生产线的第一酯化釜改做 30 0t/d生产线的第二酯化釜的合理性 ,特别对搅拌器的功率、循环量及搅拌强度进行了计算和分析 ,指出了提高搅拌强度的方法和途径 ,提出了相应的改进建议。     

Co-rotating twin screw compounding studies of PVC formulations

A 50 mm twin screw extruder was used to study the melting profiles of various PVC formulations. Melt temperature and degree of flux are measured axially along various mixing paddle arrangements. The viscous work is correlated with the rheology of the PVC mass and effective shear rate of the intermeshing co-rotating screws. The results of this investigation are used to develop a conceptual model of compounding PVC formulations. The radial mixing patterns in paddle segments down the barrel length are analyzed by introduction of trace quantities of pigment added to the dry blend. The resulting residence time distributions coupled with localized shear rate distributions give a numerical evaluation of shear strain required to flux PVC particles into a continuous fluid mass. By proper agitator design, compounding of PVC formulations can be accomplished with minimal thermal history.     

筒式搅拌器开发及性能研究

介绍了筒式搅拌器的结构、设计原理及性能测试研究结果.筒式搅拌器在结构上主要由简体和内弯叶片组成.搅拌时使介质同时产生强大的径向流和轴向流.从理论上分析了液体质点在筒式搅拌器翅片内的运动规律.简式搅拌叶轮的各部位尺寸设计取决于液体性质,混合要求、容器直径和转速等因素.测试采用德国IKAEUROSTAR power con...     

粘性体系中微观混合实验研究

体系粘度是影响微观混合质量的重要因素。文章在粘度为0.001—0.077 Pa.s的甘油-水溶液中采用碘化钾-碘酸钾平行竞争反应研究搅拌釜中粘性体系的微观混合状况,分析泛能式桨的混合能力。结果表明:随着体系粘度的增加,微观混合效果变差;搅拌转速增加,微观混合效果变好。粘性体系内微观混合质量受到“涡旋卷吸”与“分子扩散”的共同影响。低粘条件下,二叶平桨混合效果优于泛能式桨;粘度增大,单位体积功增大时泛能式桨微观混合效果优于二叶平桨。     

偏氟乙烯乳液聚合的气液传质效果影响因素研究

推导了表征气液传质效果的K值计算方法,并研究了聚合釜装填量、搅拌桨型和转速等因素对气液传质效果的影响。结果表明,随着聚合釜装填量和搅拌转速的增大,K值增大,气液传质效果提高;在搅拌转速大于500r/min的情况下,桨型采用上层二叶平桨、下层二叶斜桨的方式明显比单层的二叶斜桨或二叶平桨的K值大,气液传质效果好。确定了5L釜偏氟乙烯(VDF)乳液聚合必需的良好搅拌效果的条件:装填量3L,搅拌转速700r/min,桨型采用上层二叶平桨和下层二叶斜桨;VDF聚合速率达到115g/(L·h),合成出固体质量分数20%、粒径分布窄、稳定性好的聚偏氟乙烯(PVDF)乳液。     

搅拌流化床搅拌功率研究

根据在粉体中运动物体受力分析 ,对几种不同型式搅拌桨功率准数表达式进行了推导 ,并对搅拌流化床中的功率准数与通气速率和搅拌速度进行了关联 ,关联结果与实验值吻合较好。     

Modeling of the 3D hydrodynamics of 2-blade impellers in stirred tanks filled with a highly viscous fluid

This paper deals with mixing in stirred tank reactors by paddle agitators and two-blade impellers with different blade widths. Computational Fluid Dynamics (CFD) is used to solve the 3D hydrodynamics and to obtain at every point the flow patterns, the stress components and the viscous dissipation function. From the latter information, the power consumption is calculated. These results are compared with available experimental data: good agreement is observed. For example, for a paddle agitator, the flow is essentially plane far away from the horizontal walls. That means that, in order to create an axial circulation in the volume of the tank, the impeller height has to be decreased. This work documents the ability of CFD to model changes in flow patterns for three dimensional flows in stirred tanks.     

Method for Thermal Design of Paddle Dryers: Application to Municipal Sewage Sludge

An experimental methodology was developed to improve the energy design of paddle dryers for sewage sludges. A laboratory batch dryer with a vertical agitator has been especially designed and instrumented to determine the heat flux densities. To determine the drying kinetic and the evaporation rates, the specific heat and the total heat of desorption of the sludge were measured using calorimetric devices. The evaporating flow rates recorded during the pasty and granular phases were then used in a simple model of the paddle dryer. The good agreement between the computed drying kinetics and the experimental ones measured in an industrial paddle dryer shows that the batch dryer can be used to classify the sludges according to their capacity to be dried in a paddle dryer.