槳(jiang)式和渦輪式攪拌器傳熱(re)系數關(guan)聯式

早的(de)攪拌(ban)罐傳熱關聯(lian)(lian)式(shi)是由Chilton于1944年提出的(de)，對于使(shi)用單層平槳、并有碟形(xing)封頭的(de)圓(yuan)筒形(xing)攪拌(ban)罐，其(qi)被攪拌(ban)液(ye)體對罐壁和內冷盤管的(de)表面傳熱系數(shu)關聯(lian)(lian)式(shi)分別如下(xia)：

以后許多研(yan)究者改變攪拌(ban)器的形狀和相對(dui)尺寸進行傳熱研(yan)究，提出了很(hen)多攪拌(ban)罐傳熱關聯式，由于一個(ge)關聯式只對(dui)應于一個(ge)幾何構形，這些關聯式不(bu)便使用。

20世紀60年(nian)代中(zhong)至70年(nian)代初(chu)日本的(de)(de)水(shui)科(ke)篤郎和(he)永(yong)田(tian)進(jin)治等(deng)提出了(le)包含(han)多種槳型和(he)多個尺寸參(can)數的(de)(de)統(tong)一(yi)關聯式，如永(yong)田(tian)對于(yu)槳式和(he)渦輪式兩(liang)種葉輪，且罐內(nei)有擋(dang)板(ban)而無內(nei)冷管的(de)(de)情(qing)況，并Re大(da)于(yu)100。得如下關聯式：

對(dui)于(yu)罐內無擋板而有內冷盤(pan)管(guan)的(de)情況，則物料對(dui)罐壁的(de)表面(mian)傳(chuan)熱系數關聯式為(wei)：

當除(chu)去內(nei)冷管時，則須將上式的系數由0.51改成(cheng)0.54。產生(sheng)這6%的差別是由于內(nei)冷盤(pan)管的遮蔽效應。

永田也得出在Re>200，2上式中包含了(le)葉輪的多個幾何參數，如葉徑6、罐徑D、葉輪離罐底度(du)c、葉片(pian)傾(qing)角、葉片(pian)數孔。和(he)液高等，大大拓寬了(le)公(gong)式的適用范圍。

20世紀70年(nian)代，日本的(de)佐野(ye)雄二等(deng)對(dui)于槳式(shi)、渦輪式(shi)葉輪在湍流(liu)域的(de)場(chang)合(he)，進(jin)一步建立了(le)(le)罐內液體的(de)單位質量(liang)攪拌(ban)功(gong)率ε與(yu)液體對(dui)罐壁和(he)內玲管壁的(de)表面傳熱系(xi)數的(de)聯系(xi)，得到了(le)(le)適用性廣、且形式(shi)更簡單的(de)關聯式(shi)：

式(shi)中(zhong)，為(wei)被(bei)攪(jiao)液(ye)(ye)對夾套(tao)的表面傳熱(re)系(xi)數．W/(㎡.K)；c為(wei)被(bei)攪(jiao)液(ye)(ye)對內冷(leng)管(guan)壁的表面傳熱(re)系(xi)數．W／(㎡.K)；dc為(wei)內冷(leng)管(guan)外徑．m；ε為(wei)單位質量(liang)被(bei)攪(jiao)液(ye)(ye)消耗的攪(jiao)拌功率，W/kg；v為(wei)被(bei)攪(jiao)液(ye)(ye)運(yun)動黏度.㎡/s。

式(5- 17)計算物件時(shi)須以流(liu)體的(de)本體溫度(du)和(he)壁溫的(de)算術平均值(zhi)作定性溫度(du)。

攪拌器實現液液分散的(de)目的(de)

實現(xian)液(ye)液(ye)分散(san)(san)，是攪(jiao)拌(ban)器(qi)的主要(yao)任(ren)務(wu)之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)。在液(ye)液(ye)分散(san)(san)的過程中，生產攪(jiao)拌(ban)器(qi)，密度(du)大的一(yi)(yi)種(zhong)液(ye)體(ti)稱(cheng)之(zhi)(zhi)為(wei)(wei)重相，密度(du)小的稱(cheng)之(zhi)(zhi)為(wei)(wei)輕(qing)相，一(yi)(yi)般情(qing)況下，我們(men)都是通過攪(jiao)拌(ban)器(qi)的攪(jiao)拌(ban)，使輕(qing)相分散(san)(san)在重相之(zhi)(zhi)中，反之(zhi)(zhi)也可以(yi)。被分散(san)(san)的一(yi)(yi)種(zhong)液(ye)相稱(cheng)之(zhi)(zhi)為(wei)(wei)分散(san)(san)相，另一(yi)(yi)種(zhong)稱(cheng)之(zhi)(zhi)為(wei)(wei)連(lian)續(xu)相，另外，也有不存在連(lian)續(xu)相的情(qing)況，就(jiu)是將兩(liang)者打散(san)(san)，均勻分散(san)(san)。

一(yi)般情(qing)況(kuang)下(xia)，我們通過攪拌(ban)器(qi)實現液液分散的目的如下(xia)：

1.增加兩(liang)種(zhong)液(ye)體的(de)相界面(mian)(mian)(mian)，相界面(mian)(mian)(mian)可以簡單直觀的(de)理解為兩(liang)種(zhong)不同物(wu)質(zhi)的(de)分界面(mian)(mian)(mian)，實現液(ye)液(ye)分散(san)后(hou)，這(zhe)個分界面(mian)(mian)(mian)會消失(shi)(shi)，使這(zhe)個分界面(mian)(mian)(mian)消失(shi)(shi)的(de)轉(zhuan)速就稱之為臨界攪拌轉(zhuan)速。分界面(mian)(mian)(mian)消失(shi)(shi)后(hou)，兩(liang)種(zhong)液(ye)體充(chong)分接(jie)觸，接(jie)觸面(mian)(mian)(mian)積更大(da)，相界面(mian)(mian)(mian)也就更大(da)，有利(li)于后(hou)續反應的(de)進行。

2.減小了(le)分(fen)散相(xiang)液滴外部(bu)擴散膜之(zhi)(zhi)阻力(li)，這樣(yang)就加快的分(fen)散相(xiang)液滴之(zhi)(zhi)間(jian)的分(fen)散和(he)凝并(bing)，反應釜攪(jiao)拌器，更加有利于傳(chuan)質(zhi)。

攪拌器(qi)中攪拌容(rong)(rong)器(qi)和擋板(ban)的作用非常(chang)重要，直接影(ying)響到攪拌效果(guo)，下面我們(men)來看(kan)(kan)看(kan)(kan)攪拌容(rong)(rong)器(qi)和擋板(ban)的具體(ti)介(jie)紹。

攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)容器(qi)(qi)常被稱(cheng)(cheng)作(zuo)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)釜（或攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)槽）。當攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)用(yong)作(zuo)反應(ying)器(qi)(qi)時(shi)(shi)，又被稱(cheng)(cheng)為攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)釜式反應(ying)囂(xiao)，有時(shi)(shi)簡稱(cheng)(cheng)反應(ying)釜。

釜體(ti)(ti)的(de)結構型式通(tong)常為(wei)立式圓筒(tong)形(xing)，其(qi)高徑(jing)比值主要(yao)依據操(cao)作時(shi)容器(qi)裝(zhuang)液高徑(jing)比以及裝(zhuang)料系數(shu)大(da)小(xiao)而(er)定。而(er)容器(qi)裝(zhuang)液高徑(jing)比又視(shi)容器(qi)內(nei)物料性質(zhi)、攪拌特征(zheng)和攪拌器(qi)層數(shu)而(er)異，一般取1～1.3，大(da)時(shi)可(ke)達6。釜底(di)(di)形(xing)狀有(you)平(ping)底(di)(di)、橢圓底(di)(di)、錐(zhui)形(xing)底(di)(di)等，有(you)時(shi)亦可(ke)用(yong)方形(xing)釜。同時(shi)，根據工(gong)藝的(de)傳(chuan)熱要(yao)求，釜體(ti)(ti)外可(ke)加(jia)夾套，并通(tong)以蒸(zheng)汽(qi)、冷卻(que)水等載熱介質(zhi)，當(dang)傳(chuan)熱面(mian)積不足時(shi)，還可(ke)在釜體(ti)(ti)內(nei)部設置盤(pan)管等。

為了消除攪拌容(rong)器(qi)(qi)內(nei)(nei)液體的(de)(de)打旋現象，保(bao)證攪拌器(qi)(qi)的(de)(de)攪拌效(xiao)果，使被攪物料(liao)能(neng)夠上下軸向流動，形成全(quan)釜的(de)(de)均(jun)勻混合，通常(chang)需要(yao)在(zai)攪拌容(rong)器(qi)(qi)內(nei)(nei)加(jia)入(ru)若干(gan)塊(kuai)擋(dang)(dang)板(ban)。擋(dang)(dang)板(ban)數(shu)一般(ban)在(zai)2到6塊(kuai)之間，視其具(ju)體情況而(er)定。加(jia)入(ru)擋(dang)(dang)板(ban)后，北京(jing)攪拌器(qi)(qi)，攪拌器(qi)(qi)的(de)(de)攪拌功耗(hao)將明顯增加(jia)，且隨著擋(dang)(dang)板(ban)數(shu)的(de)(de)增加(jia)而(er)增加(jia)；但在(zai)滿足全(quan)擋(dang)(dang)板(ban)條件(jian)后，再增加(jia)擋(dang)(dang)板(ban)數(shu)，攪拌功耗(hao)將不再增加(jia)。

通(tong)常(chang)，擋(dang)板寬度約為(wei)容(rong)器內直徑(jing)的(de)十二(er)分(fen)之一(yi)到十分(fen)之一(yi)，在固(gu)體懸浮操作(zuo)時(shi)，還可在釜底上安裝底擋(dang)板，以(yi)促進(jin)固(gu)體的(de)懸浮。攪拌容(rong)器中的(de)傳熱盤(pan)管(guan)也可部分(fen)以(yi)至全部代替擋(dang)板；當裝有垂直換熱管(guan)后，一(yi)般也可不再設(she)置(zhi)擋(dang)板。