搅拌器是使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。
搅拌器的类型、尺寸及转速,对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。
一般说来,涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利,而旋桨式搅拌器对总体流动有利。
对于同一类型的搅拌器来说,在功率消耗相同的条件下,大直径、低转速的搅拌器,功率主要消耗于总体流动,有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器,功率主要消耗于湍流脉动,有利于微观混合。
搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题,至今只能通过逐级经验放大,根据取得的放大判据,外推至工业规模。
常用搅拌器类型:1.旋桨式搅拌器
由2~3片推进式螺旋桨叶构成,工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5~15m/s。
旋桨式搅拌器主要造成轴向液生较大的循环量,适用于搅拌低粘度 (<2Pa·s)液体、乳浊液及固体微粒含量低于10%的悬浮液。
搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内,此时液流的循环回路不对称,可增加湍动,防止液面凹陷。
②涡轮式搅拌器
由在水平圆盘上安装2~4片平直的或弯曲的叶片所构成。
桨叶的外径、宽度与高度的比例,一般为20:5:4,圆周速度一般为 3~8m/s。
涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动,适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反过程。
被搅拌液体的粘度一般不超过25Pa·s。
③桨式搅拌器有平桨式和斜桨式两种。
平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。
桨叶直径与高度之比为 4~10,圆周速度为1.5~3m/s,所产生的径向液流速度较小。
斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°,因而产生轴向液流。
桨式搅拌器结构简单,常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。
④锚式搅拌器
桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致,其间仅有很小间隙,可清除附在槽壁上的粘性反应产物或堆积于槽底的固体物,保持较好的传热效果。
桨叶外缘的圆周速度为0.5~1.5m/s,可用于搅拌粘度高达 200Pa·s的牛顿型流体和拟塑性流体(见粘性流体流动。)唯搅拌高粘度液体时,液层中有较大的停滞区。