攪拌器附件——擋板

擋(dang)板是一種(zhong)重要的(de)攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)器附件，擋(dang)板一般是指長(chang)條形的(de)豎向固定在(zai)(zai)罐壁上的(de)板，主要是在(zai)(zai)湍(tuan)流(liu)狀態時(shi)為(wei)了消除罐中央的(de)“圓柱(zhu)狀回(hui)轉區(qu)(qu)”（也稱打漩區(qu)(qu)，水處(chu)理(li)攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)器，漩渦(wo)）而增(zeng)設(she)的(de)，“圓柱(zhu)狀回(hui)轉區(qu)(qu)”混合(he)效(xiao)果很差，混合(he)時(shi)間較長(chang)，調節池攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)器，不(bu)(bu)利于(yu)攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)過程，所以一般情(qing)況(kuang)下都要設(she)法縮(suo)小這個區(qu)(qu)域。顯然擋(dang)板的(de)安(an)裝目的(de)就是為(wei)了消除“圓柱(zhu)狀回(hui)轉區(qu)(qu)”，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)器，將切向流(liu)轉變為(wei)徑(jing)向或軸向流(liu)，同(tong)時(shi)還(huan)可以增(zeng)大湍(tuan)動(dong)(dong)程度，改(gai)善攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)效(xiao)果，降低攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)載荷的(de)波動(dong)(dong)，使功率(lv)保持穩(wen)定，提高葉輪(lun)的(de)剪切性能，如有的(de)懸(xuan)浮(fu)聚合(he)的(de)攪(jiao)(jiao)(jiao)拌(ban)器，在(zai)(zai)設(she)有擋(dang)板時(shi)可使顆粒細而均勻。

與牛頓(dun)流(liu)體(ti)不同，黏彈性流(liu)體(ti)在描述(shu)剪切(qie)流(liu)動(dong)行為時，需要三個(ge)物(wu)質函數才能描述(shu)，即黏度物(wu)質函數、法(fa)向應力(li)系(xi)數、第二法(fa)向應力(li)系(xi)數。

目前(qian)描述黏彈性流變行為的(de)力學模(mo)型(xing)主(zhu)要有三種：經(jing)驗模(mo)型(xing)、線性黏彈性模(mo)型(xing)和分子模(mo)型(xing)。

(1)經驗模(mo)(mo)型(xing)，主要來自對流變(bian)實(shi)驗結果的(de)(de)(de)直接(jie)關聯。常用的(de)(de)(de)方(fang)法是(shi)通(tong)過攪拌器運行實(shi)驗測量得到：1.切應力和切應變(bian)速率的(de)(de)(de)對應數據，2.法向(xiang)應力差和切應變(bian)速率的(de)(de)(de)對應數據確(que)定(ding)物質(zhi)函(han)數。剪切黏度模(mo)(mo)型(xing)仍然可以(yi)出現(xian)純(chun)黏性流體模(mo)(mo)型(xing)中(zhong)述及的(de)(de)(de)各種(zhong)形式(shi)；法向(xiang)應力系數則通(tong)常表示成各種(zhong)形式(shi)的(de)(de)(de)y2函(han)數或與Weissenberg數進(jin)行關聯。

(2)線(xian)性(xing)黏(nian)彈性(xing)模(mo)型，假設流體的黏(nian)彈性(xing)可以通(tong)過理想的黏(nian)性(xing)和彈性(xing)“元件”各種(zhong)線(xian)性(xing)疊加進行描述。

(3)分子模(mo)型，這(zhe)種方法主要出(chu)現(xian)在對聚合(he)物溶(rong)液體(ti)系流變行為(wei)的描述，如珠(zhu)簧鏈模(mo)型和啞鈴模(mo)型。

為區分(fen)葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)排演的(de)流(liu)向特點，根據主(zhu)要(yao)排液方向將典型葉(xie)(xie)輪(lun)(lun)分(fen)成徑(jing)流(liu)型和軸(zhou)流(liu)型兩種。平葉(xie)(xie)的(de)槳(jiang)式(shi)、渦(wo)輪(lun)(lun)式(shi)是徑(jing)流(liu)型，螺旋面葉(xie)(xie)片的(de)螺桿式(shi)、推進(jin)式(shi)是軸(zhou)流(liu)型。折(zhe)葉(xie)(xie)槳(jiang)則居于(yu)(yu)兩者之間(jian)，一(yi)般認為它更接近于(yu)(yu)軸(zhou)流(liu)型。不過這(zhe)種分(fen)法(fa)是近似的(de)，是以主(zhu)要(yao)流(liu)向來分(fen)的(de)。

攪(jiao)拌(ban)雷(lei)諾(nuo)數是攪(jiao)拌(ban)罐(guan)(guan)內(nei)液體流動狀態的一種量度。圖2—2形象地表(biao)示(shi)了八平直葉(xie)渦(wo)輪和(he)螺帶式葉(xie)輪在不(bu)同雷(lei)諾(nuo)數下，攪(jiao)拌(ban)罐(guan)(guan)內(nei)的液體的流動狀態。

對于渦輪(lun)(lun)式葉(xie)輪(lun)(lun)，若葉(xie)輪(lun)(lun)轉(zhuan)速很低，在(zai)Re不(bu)大于10的(de)(de)區域，僅(jin)葉(xie)輪(lun)(lun)周圍韻液體隨葉(xie)輪(lun)(lun)旋(xuan)轉(zhuan)，而遠離葉(xie)輪(lun)(lun)的(de)(de)液體是(shi)停滯的(de)(de)，如圖中(zhong)-A1所(suo)示(shi)，因(yin)而混合效果很差，混合時間也非常(chang)長，見虛線(xian)(1)。在(zai)此區內，液體的(de)(de)流(liu)動是(shi)層流(liu)，葉(xie)輪(lun)(lun)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)阻力主要是(shi)黏滯阻力。因(yin)而N與(yu)Re成反比(bi)，如曲(qu)線(xian)(2)。葉(xie)輪(lun)(lun)旋(xuan)轉(zhuan)引起的(de)(de)離心效應可忽略不(bu)計(ji)，排出流(liu)量，見曲(qu)線(xian)(3)。

當Re增加到大于10，渦輪式葉(xie)輪旋(xuan)轉所產(chan)生(sheng)的(de)(de)離心(xin)(xin)力就不可忽視。此(ci)離心(xin)(xin)力產(chan)生(sheng)了排出流量(liang)，使(shi)角動(dong)(dong)量(liang)傳遞到遠處(chu)的(de)(de)液體(ti)。這樣遠離葉(xie)輪的(de)(de)液體(ti)開始流動(dong)(dong)，而(er)使(shi)Nv- Re曲線(xian)偏離曲線(xian)(2)的(de)(de)延伸線(xian)。在此(ci)區內(nei)，如曲線(xian)(3)所示，五家(jia)渠(qu)攪拌器，曲線(xian)上(shang)升的(de)(de)坡度很(hen)陡，混合(he)大為改善(shan)，但(dan)在靠(kao)近葉(xie)輪上(shang)下部分仍然(ran)出現環(huan)形的(de)(de)停(ting)滯(zhi)流區。

當Re數增加(jia)到(dao)數百，渦輪式葉輪周圍的液流(liu)變成湍(tuan)流(liu)。在(zai)區域(yu)(yu)(yu)c，排出(chu)流(liu)量顯(xian)著(zhu)增加(jia)，曲(qu)線(3)達到(dao)了大(da)值。在(zai)區域(yu)(yu)(yu)A和(he)(he)B中觀察副的停滯區已消失。Re進一步增加(jia)，湍(tuan)流(liu)域(yu)(yu)(yu)逐(zhu)漸擴大(da)，直至終湍(tuan)流(liu)域(yu)(yu)(yu)占完全優勢(shi)。因此(ci)區域(yu)(yu)(yu)c是一個層流(liu)和(he)(he)湍(tuan)流(liu)共(gong)存的過渡區。

在(zai)(zai)無擋(dang)板時，在(zai)(zai)Re約為90的(de)過(guo)渡流域，渦輪式葉輪的(de)排出(chu)流達到(dao)大值(zhi)；而在(zai)(zai)有(you)擋(dang)板時，排出(chu)流量在(zai)(zai)湍流域達到(dao)大。