高黏度流體混合機(jī)理

一般認(rèn)為，在工業(yè)規(guī)模的混合設(shè)備中小于 5Pa·s 的流體為低黏流體，5～50 Pa·s 的流體為中黏流體，50～500 Pa·s 的流體為高黏流體，大于500 Pa·s 的流體為超高黏流體。對(duì)于高黏度流體的混合，合理選擇混合設(shè)備對(duì)提高混合效率、減小混合功耗以及降低固定資產(chǎn)成本等都是至關(guān)重要的。本文作者以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)高黏度流體混合機(jī)理及有關(guān)研究方法進(jìn)行總結(jié)，以供后期進(jìn)一步研究作參考。

 流體混合機(jī)理可以分為 3 種：對(duì)流混合、剪切混合和擴(kuò)散混合。

 攪拌槳葉產(chǎn)生的剪切作用把待混合的物料撕拉成愈來愈薄的薄層（剪切），與作為連續(xù)相的主流體達(dá)到均勻混合。

 對(duì)于攪拌槽中高黏度流體的混合過程，單具有作為混合推動(dòng)力的剪切作用是不夠的，由于槽中剪切速率分布不均勻，局部混合效率有快有慢。因而必須要有向全槽范圍內(nèi)傳遞這種推動(dòng)力的循環(huán)作用（對(duì)流），即把高剪切區(qū)域和低剪切區(qū)域的流體微元不斷地進(jìn)行交換。

 對(duì)于單一品種流體的混合，在攪拌器啟動(dòng)后就產(chǎn)生循環(huán)流型，而對(duì)于黏度不同的多種流體的混合（簡(jiǎn)稱異黏流體），由于不同流體的黏度差、密度差以及可能具有的彈性抑制了循環(huán)流動(dòng)，混合初期并不能形成良好的循環(huán)流型，而需要經(jīng)歷較長的時(shí)間，即異黏流體的混合時(shí)間比單一品種流體要長得多。

 隨著高黏度流體混合研究的不斷深入，僅僅了解混合機(jī)理是不夠的，如何對(duì)流體性質(zhì)進(jìn)行表征、對(duì)混合效果進(jìn)行定性甚至定量描述，如何對(duì)混合效率進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)定已成為該領(lǐng)域研究者所共同關(guān)注的問題。

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