機械(xie)攪拌器中非(fei)依時(shi)性(xing)非(fei)牛頓(dun)流體

非(fei)(fei)依時性非(fei)(fei)牛頓(dun)流(liu)體(ti)是機械攪拌器中的常見流(liu)體(ti)，屬于非(fei)(fei)牛頓(dun)流(liu)體(ti)中的一種。

符合上面公式的(de)流體(ti)(ti)稱之為純黏性(xing)非牛頓流體(ti)(ti)，或廣義牛頓流體(ti)(ti)，即流體(ti)(ti)在任何處的(de)切應變速率(lv)都是(shi)切應力的(de)函(han)數(shu)。根據函(han)數(shu)f(r)形式的(de)不同，這種(zhong)流體(ti)(ti)習慣上又可細分成(cheng)三種(zhong)類型：賓(bin)漢塑性(xing)流體(ti)(ti)、假塑性(xing)流體(ti)(ti)和(he)脹(zhang)塑性(xing)流體(ti)(ti)。

(1)賓漢(han)塑性(xing)(xing)流(liu)(liu)體(ti)(ti)，在(zai)賓漢(han)塑性(xing)(xing)流(liu)(liu)體(ti)(ti)的流(liu)(liu)動(dong)曲線上存(cun)在(zai)一(yi)個屈(qu)服(fu)(fu)應力(li)，在(zai)屈(qu)服(fu)(fu)之前，它呈現固體(ti)(ti)行(xing)為(wei)。一(yi)般認為(wei)賓漢(han)塑的現象(xiang)產生(sheng)于(yu)材料(liao)的一(yi)種(zhong)三維(wei)(wei)剛(gang)性(xing)(xing)，這種(zhong)剛(gang)性(xing)(xing)結(jie)構具有內在(zai)應力(li)。當(dang)材料(liao)承(cheng)受的應力(li)小于(yu)屈(qu)服(fu)(fu)應力(li)時，這種(zhong)三維(wei)(wei)結(jie)構不(bu)足以(yi)被破壞，故不(bu)產生(sheng)流(liu)(liu)動(dong)。但是(shi)當(dang)外部施加的應力(li)大于(yu)屈(qu)服(fu)(fu)應力(li)時，這種(zhong)三維(wei)(wei)剛(gang)性(xing)(xing)就被破壞，呈現牛頓流(liu)(liu)動(dong)行(xing)為(wei)。

機(ji)械攪拌器中呈現賓漢(han)塑的常見(jian)流(liu)體(ti)有污水泥(ni)(ni)漿、油脂、油漆、牙膏、淤(yu)泥(ni)(ni)、蛋黃醬、含有固體(ti)顆粒的白堊等；許多濃(nong)懸(xuan)浮液(ye)也有屈(qu)服值，如將大量二(er)氧(yang)化(hua)鈦、碳酸(suan)鈣、氧(yang)化(hua)鐵等微(wei)粉混合入水中也可得賓漢(han)塑性流(liu)體(ti)。

(2)假塑性流(liu)體，假塑性流(liu)體沒有(you)屈服應(ying)力，其流(liu)變行為的主要特征(zheng)是黏度隨切(qie)應(ying)力的增加而(er)下降。這類流(liu)體通(tong)常(chang)可(ke)以用密律(lv)方程描述（此(ci)時，又可(ke)稱為密律(lv)流(liu)體）。

在攪拌與混(hun)合(he)技術中(zhong)，研究得多(duo)的非牛頓流體是假塑(su)性流體，具(ju)有這種流變行(xing)為的流體廣泛存在于機械攪拌器中(zhong)，有聚合(he)物、聚合(he)物溶(rong)液(ye)、懸浮(fu)液(ye)、高分子溶(rong)液(ye)以及羧(suo)纖維(wei)素的水溶(rong)液(ye)等。

(3)脹(zhang)塑(su)性流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)，脹(zhang)塑(su)性流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的(de)(de)行為(wei)類似于假(jia)塑(su)性流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)，也(ye)沒有(you)屈服(fu)應(ying)力。但是脹(zhang)塑(su)性流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的(de)(de)黏度(du)隨(sui)切(qie)應(ying)變(bian)速(su)率的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而增(zeng)(zeng)(zeng)加。許多高(gao)濃(nong)度(du)的(de)(de)固體(ti)(ti)懸(xuan)浮(fu)液具有(you)這種流(liu)(liu)(liu)動行為(wei)。當這種懸(xuan)浮(fu)液處于靜止時，固體(ti)(ti)間(jian)的(de)(de)孔隙，液體(ti)(ti)的(de)(de)量由這些小孔隙的(de)(de)空間(jian)決定；在低切(qie)應(ying)變(bian)速(su)率下，這些液體(ti)(ti)起著(zhu)潤滑劑的(de)(de)作用，因此(ci)呈現的(de)(de)應(ying)力也(ye)小；隨(sui)著(zhu)切(qie)應(ying)變(bian)速(su)率的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加，液體(ti)(ti)不足(zu)以潤滑結(jie)構之間(jian)的(de)(de)相互作用，應(ying)力急劇(ju)增(zeng)(zeng)(zeng)加，所以呈現的(de)(de)黏度(du)隨(sui)切(qie)應(ying)變(bian)速(su)率的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而增(zeng)(zeng)(zeng)加。

往復式三角(jiao)形攪拌器葉輪介紹

通(tong)常的(de)(de)(de)(de)(de)攪(jiao)拌器(qi)總是(shi)(shi)向(xiang)(xiang)(xiang)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)旋轉，罐(guan)內(nei)(nei)無(wu)擋(dang)(dang)板時(shi)，液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)也是(shi)(shi)向(xiang)(xiang)(xiang)一(yi)個(ge)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)進行(xing)(xing)回(hui)(hui)(hui)轉運動(dong)(dong)(dong)。這(zhe)時(shi)由(you)于(yu)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)產生(sheng)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)和上(shang)(shang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)循(xun)環，混合(he)效(xiao)果(guo)不(bu)(bu)(bu)佳(jia)。一(yi)般(ban)為(wei)避免此缺點，要(yao)在罐(guan)內(nei)(nei)裝置擋(dang)(dang)板。然(ran)而，樂(le)山攪(jiao)拌器(qi)，有些(xie)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)要(yao)附(fu)著到擋(dang)(dang)板上(shang)(shang)，要(yao)清(qing)除(chu)這(zhe)些(xie)附(fu)著物相(xiang)(xiang)當麻煩。理想的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)是(shi)(shi)既能(neng)(neng)不(bu)(bu)(bu)設(she)擋(dang)(dang)板，又(you)能(neng)(neng)獲得(de)足(zu)夠大的(de)(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)和循(xun)環。能(neng)(neng)滿足(zu)這(zhe)個(ge)要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)往(wang)(wang)(wang)復(fu)式(shi)攪(jiao)拌器(qi)，它不(bu)(bu)(bu)用復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)電氣(qi)變(bian)換部(bu)(bu)分，不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)攪(jiao)拌器(qi)，僅用一(yi)個(ge)特殊設(she)計的(de)(de)(de)(de)(de)傳動(dong)(dong)(dong)機構(gou)能(neng)(neng)夠使(shi)攪(jiao)拌器(qi)單方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)回(hui)(hui)(hui)轉變(bian)成每次進行(xing)(xing)90度(du)往(wang)(wang)(wang)復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)。這(zhe)種攪(jiao)拌器(qi)需與(yu)具有三角(jiao)形(xing)(xing)截面的(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)配(pei)合(he)使(shi)用。　　三角(jiao)形(xing)(xing)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)進行(xing)(xing)水平左右往(wang)(wang)(wang)復(fu)轉動(dong)(dong)(dong)，使(shi)互(hu)相(xiang)(xiang)逆向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)軸向(xiang)(xiang)(xiang)流(liu)(liu)槳式(shi)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)交替地進行(xing)(xing)正反(fan)轉，液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)朝(chao)三角(jiao)形(xing)(xing)頂(ding)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)流(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，即三角(jiao)形(xing)(xing)頂(ding)角(jiao)向(xiang)(xiang)(xiang)上(shang)(shang)，則液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)(xiang)(xiang)，頂(ding)角(jiao)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)，則把液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)壓。通(tong)常這(zhe)種三角(jiao)形(xing)(xing)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)二枚(mei)成一(yi)對，互(hu)相(xiang)(xiang)交叉90度(du)安裝，下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)角(jiao)朝(chao)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)，上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)角(jiao)朝(chao)上(shang)(shang)，往(wang)(wang)(wang)復(fu)式(shi)攪(jiao)拌器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)(ti)(ti)(ti)情況(kuang)如圖(tu)。攪(jiao)拌時(shi)，下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)動(dong)(dong)(dong)范(fan)圍內(nei)(nei)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)壓出，直(zhi)達罐(guan)底，并通(tong)過下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)動(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)分折回(hui)(hui)(hui)，向(xiang)(xiang)(xiang)上(shang)(shang)升(sheng)，剛(gang)好這(zhe)時(shi)因(yin)為(wei)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)角(jiao)向(xiang)(xiang)(xiang)上(shang)(shang)，則使(shi)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)進一(yi)步(bu)往(wang)(wang)(wang)上(shang)(shang)升(sheng)。上(shang)(shang)升(sheng)流(liu)(liu)直(zhi)至(zhi)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)由(you)表面，并通(tong)過上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)動(dong)(dong)(dong)部(bu)(bu)分折回(hui)(hui)(hui)，往(wang)(wang)(wang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)降，這(zhe)里又(you)由(you)于(yu)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)層(ceng)(ceng)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)角(jiao)而向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)，便使(shi)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)繼續(xu)往(wang)(wang)(wang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)降。這(zhe)樣使(shi)罐(guan)內(nei)(nei)液(ye)體(ti)(ti)(ti)(ti)產生(sheng)有效(xiao)地上(shang)(shang)下(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)(xia)循(xun)環流(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，這(zhe)時(shi)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)還進行(xing)(xing)著水平剪(jian)切(qie)運動(dong)(dong)(dong)，因(yin)此往(wang)(wang)(wang)復(fu)式(shi)攪(jiao)拌器(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)三角(jiao)形(xing)(xing)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)亦(yi)是(shi)(shi)屬于(yu)剪(jian)切(qie)-循(xun)環兼顧型的(de)(de)(de)(de)(de)。由(you)于(yu)三角(jiao)形(xing)(xing)葉(xie)(xie)(xie)片的(de)(de)(de)(de)(de)根部(bu)(bu)粗，端部(bu)(bu)細，所以，反(fan)應罐(guan)攪(jiao)拌器(qi)，葉(xie)(xie)(xie)徑也可(ke)做(zuo)得(de)較大，通(tong)常葉(xie)(xie)(xie)徑與(yu)罐(guan)徑比為(wei)0.65~0.95。

往復式(shi)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器可用于(yu)使(shi)(shi)橡膠(jiao)塊在中(zhong)溶解和使(shi)(shi)黏土(tu)、陶土(tu)塊在水中(zhong)分散那樣(yang)需(xu)要高(gao)(gao)(gao)剪切的(de)場合(he)，并且它還能(neng)使(shi)(shi)溶解后(hou)的(de)高(gao)(gao)(gao)濃度、高(gao)(gao)(gao)黏度液體進行(xing)充分地(di)循環流動。還有，在攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)(ban)紙(zhi)漿和玻璃纖(xian)維時，若用單方向回轉的(de)三角(jiao)形(xing)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器，則纖(xian)維互相(xiang)纏結形(xing)成(cheng)大塊，而用往復式(shi)三角(jiao)形(xing)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器時則纏結不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)。即使(shi)(shi)是高(gao)(gao)(gao)濃度的(de)紙(zhi)漿，由(you)于(yu)可使(shi)(shi)用大的(de)葉徑，仍可沒有停滯地(di)進行(xing)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)(ban)。

攪(jiao)拌器中(zhong)的底(di)擋板(ban)(ban)和指形(xing)擋板(ban)(ban)

在之(zhi)前(qian)的文章中，我(wo)們介紹過攪拌器中的豎擋板，今(jin)天我(wo)們僅對底檔板和指形擋板進行介紹。

一，底擋板

顧名思義，底(di)(di)擋板安裝在(zai)(zai)攪拌(ban)釜的(de)底(di)(di)部(bu)，如圖8-3所示。它對促進固(gu)體懸浮(fu)(fu)很有效，可避免(mian)在(zai)(zai)攪拌(ban)器的(de)底(di)(di)部(bu)形成固(gu)體顆粒(li)堆積，因而一(yi)般用于(yu)攪拌(ban)固(gu)體粒(li)子形成的(de)懸浮(fu)(fu)液。

對于湍流操作(zuo)，推薦如圖8-3 (a)所示(shi)的(de)(de)底部小擋板(ban)，擋板(ban)的(de)(de)參數為(wei)：d=0.5D; b=0.lD; h1=0.05D; w=0.1D; C=0.25D; e=0.5d。對于液液分(fen)散，當分(fen)散相的(de)(de)密度小

于連續(xu)相時（如把(ba)油(you)(you)分散于水），若(ruo)(ruo)使用(yong)的(de)(de)攪(jiao)拌(ban)器直徑太小(xiao)，則在釜壁易(yi)產生(sheng)浮(fu)油(you)(you)；若(ruo)(ruo)使用(yong)的(de)(de)攪(jiao)拌(ban)器直徑太大，則在釜的(de)(de)中部易(yi)產生(sheng)浮(fu)油(you)(you)。建議(yi)采(cai)用(yong)如圖8-3 (b)所示的(de)(de)輕液擋板，可(ke)獲得好的(de)(de)分散效果。擋板的(de)(de)參數(shu)為：d=0.4D; b=0.05～0.1D；Bw=0.07～0.1D; Sb=0.5d; eb=0.5d。

二，指形擋板及其他(ta)型式的擋板

指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)（如圖8-4所示）類似手(shou)指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)狀，多(duo)用(yong)(yong)于(yu)安(an)裝在三葉后掠式(shi)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器(qi)的(de)搪玻璃攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)釜中。指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)比板(ban)(ban)式(shi)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)節省攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)功率，立(li)式(shi)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器(qi)，亦(yi)能起到(dao)增加液體上下(xia)循環(huan)流的(de)作用(yong)(yong)，有(you)時(shi)指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)內(nei)可(ke)通(tong)入冷卻水，可(ke)對攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)器(qi)進(jin)行換熱作用(yong)(yong)。一般(ban)情況(kuang)下(xia)，指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)的(de)設計參數(shu)為：管外徑d=D/20；指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)寬度(du)Wf=0.1D;厚度(du)X=0.04D;間距Sf=0.2D;長度(du)Lf=0.17D;指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)與容(rong)器(qi)內(nei)壁間距Sb=0.1D;指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)與容(rong)器(qi)底距離C=0.44D;管下(xia)端突出的(de)指(zhi)(zhi)(zhi)形(xing)(xing)(xing)擋(dang)(dang)板(ban)(ban)長度(du)L=0.06D。