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1、第四章釜式反应器的搅拌与传热精细化工反应过程的化学变化，是以反应物的充分混合以及维持适宜的反应温度为前提的就釜式反应器而言，达到充分混合的根本条件是对反应混合物进行充分的搅拌；满足适宜的反应温度的根本途径是良好的传热。所以，搅拌装置、传热构件就成为釜式反应器不可缺少的组成部分本章包括以下内容：1第四章釜式反应器的搅拌与传热4.1搅拌器型式及其液体流型4.2搅拌过程的种类及搅拌器的选型4.3搅拌器功率的计算4.4釜式反应器的传热4.5搅拌系统传热时间24.1.1搅拌器的一般型式搅拌器主要有*推进式、涡轮式、桨式、框式、锚式等
2、。3(1)桨式常用尺寸dj/D=0.35~0.80;z=2b/dj=0.10~0.25;θ=45,60一般转速1~100rpm介质粘度<2000cP流动状态a:低速时,水平切线流;高速时水平径向流b:有轴向分流,径向分流及环向分流。多在层流及过度流操作各种不同搅拌器的特性及应用如下：4Paddlewith2blades5(2-1)开启涡轮式常用尺寸dj/D=0.20~0.50(0.33);z=3,4,6,8b/dj=0.15~0.30;θ=45,60;后弯角a=30,50,60,80一般转速10~300rpm介质粘度<5×
3、104cP;b,c<104cP流动状态a,c:径向流,有挡板时以桨叶为界形成上下两个循环流b:有轴向分流,近于轴型流备注最高转速可达600rpm6Paddlewith4blades7Paddlewith6blades89常用尺寸dj/l/b=20:5:4;z=4,6,8dj/D=0.2~0.5;θ=45,60;后弯角a=45一般转速10~300rpm介质粘度<5×104cP;b,c<104cP流动状态a,c:径向流,有挡板时以桨叶为界形成上下两个循环流b:有轴向分流,备注最高转速可达600rpm,圆盘上下流体混合不及开启涡
4、轮(2-2)圆盘涡轮式10RushtonTurbinewith5bladesRushtonTurbinewith6bladesRushtonTurbinewith3bladesRushtonTurbinewith4blades11RushtonTurbinewith8bladesRushtonTurbinewith12blades12Holmes&NarverpumpermixerCurvedbladedpumpermixerSawtoothDisperser1314(3)推进式常用尺寸dj/D=0.2~0.5(0.33)
5、;s/d=1,2;z=2,3,4一般转速100~500rpm介质粘度<2000cP流动状态轴流型,循环速率高,剪切力小,采用挡板获导流筒则轴向循环更强备注最高转速可达1750rpm1516(4)锚式及框式常用尺寸dj/D=0.9~0.98;b/D=0.1;h/D=0.48~1.0一般转速1~100rpm介质粘度<105cP流动状态水平切线流,层流态操作备注可加立叶及横梁1718(5)螺带式常用尺寸dj/D=0.9~0.98;s/dj=0.5,1,1.5;b/D=0.1;h/dj=1.0~3.0一般转速0.5~50rpm介质
6、粘度<105cP流动状态轴流型,一般是流体沿反应器壁上升再沿桨轴而下,层流态操作1920(6)螺杆式常用尺寸dj/D=0.4~0.5;s/dj=1,1.5;b/D=0.1;h/dj=1.0~3.0一般转速0.5~50rpm介质粘度<105cP流动状态轴流型,有导流筒时,一般导流筒内流体向下,导流筒外流体向上流动,层流态操作214.1.2搅拌流体的流型*概括地讲,搅拌器的作用是赋予流体以机械能，并使之以适宜的状况流动。而流体的流动状态也因搅拌器的型式、搅拌附件的有无及其种类而异。一般而言，搅拌流体的流型可归纳为以下几类：(1
7、)轴向流：流体沿搅拌轴的方向流动，分为轴向流和分区轴向流(2)径向流：流体沿反应器的半径方向在搅拌器与釜壁间流动(3)切线流(环向流)：流体沿搅拌轴作圆周运动2223流体流型的作用：搅拌流体的流型对传质传热有着显著的影响，也是搅拌器的重要特性之一，搅拌器型式不同，其对应的流体流型也显著不同。一般而言：轴向流剪切作用小而循环速率高；径向流剪切作用大而循环速率低；切线流的优点是可以提高夹套的传热速率，但对其它过程往往产生不利影响，而且，切线流的存在经常使流体液面下陷，严重时导致桨叶露出液面。加挡板可抑制切线流，减小液面下陷深度
8、。24切线流、液面下陷及加挡板的流动状况25改变搅拌器的安装方式，如将搅拌器偏心安装，可以改变被搅拌流体的流动状况，从而在一定程度上达到消除切线流，抑制液面下陷，减小流动死角，强化传质、传热的目的26不同类型搅拌器的流体流型a-桨式有档板b-涡轮式无档板c-涡轮式有档板d-推进式有档板27e-锚式f-螺
