搅拌设备选型需了解哪些?
搅拌设备的选型一直是个专业性很强的课题,不仅需要充分了解搅拌物自身的物理和化学特性(包括粘度、稠度、固含、比重、腐蚀性等),还需要了解混合或搅拌的目的(如溶解、悬浮、聚合等),同时需了解不同搅拌器的工作原理以及适应工况、功率耗能等。正确的搅拌器选型是工艺实现的基础。
一、需了解搅拌介质的特性
1、流体
流体是液体和气体的总称。是由大量、不断地作热运动且无固定平衡位置的分子构成的,其基本特征是没有因定的形状和具有流动性。流体都有一定的可压缩性,气体的可压缩性较大,而液体可压缩性很小。流体形状改变过程中,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。物料在力的作用下会流动,其流变行为有“牛顿型和非牛顿型”两种,而这取决于受力状况和物料本身的结构。
2、流型和流场
流型:仅对流动场中流线的形状做“定性的描述”称为流型。三种基本流型形态分别为:1、切向流;2、轴向流;3、径向流。这三者通常可能同时存在,其中轴向流和径向流对搅拌起着主要作用,而切向流应设法加以抑制。
流场:通常釜体纵剖面的径向和轴向速度分布以及釜体横截面上径向和轴向速度分布做“定量的描述”,称为“流场”。流场是一个“三维流动”的概念,而且具有随机性,非常复杂。
3、黏度
黏度一般有五种表示方式:即动力黏度、运动黏度、恩氏黏度、雷氏黏度和赛氏黏度,而后三种黏度被称为条件黏度(亦称相对黏度)。
运动黏度:此为液体在重力作用下流动时内部阻力的量度,用符号υ表示,其值为相同温度下液体的动力黏度与其密度之比,在法定计量单位制中以m2/s表示,一般常用mm2/s。习惯用非法定计量单位St或cSt表示,二者的换算关系是:1m2/s=106mm2/s=104St=106cSt。
4、稠度
黏度和稠度都与流体的流动和转移性能有关,二者互相影响。黏度和稠度是不同的概念,二者之间有一定区别,“黏”的流体不一定“稠”,而稠度大的流体也并不等于黏度大,黏度相同的流体,稠度越大则流动性越差。
二、搅拌设备设计及考虑因素
1、物料种类:有气体,液体和固体。相状态:液-液,固-液,固-固,气-液等七种。
2、物料数量
3、搅拌目的
4、搅拌物料的特性:流体的黏度,稠度,物料的密度或比重,腐蚀性等。
5、搅拌混合过程的工艺要求或特点
6、各类搅拌器的特性研究;尤其是不同搅拌器可产生何种流场/流型的分析研究 。
7、搅拌能耗和成本预算
8、其它