搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,搅拌将产生三种基本流型:1.切向流;2.轴向流;3.径向流。上述三种基本流型,通常可能同时存在。其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。
在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中,若采用搅拌器侧面插入安装方式,通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果。
搅拌器内进行的是三维流动,且流动具有随机性,因而其流动状况非常复杂:对这种流动的研究方法有两种,即试验测量方法与数值模拟法。
桨式搅拌器,桨式搅拌器是搅拌器中结构简单的一种,通常仅两个叶片。它采用扁钢制成,叶片焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片型式可分为平直叶式和斜(折)叶式两种,主要应用场合:液液体系中用于混合、温度均一;固液体系中多用于防止固体沉降。但桨式搅拌器不能用于以保持气体和以细微化为目的的气液分散操作中。
桨式搅拌器主要用于流体的循环,由于在同样的排量下,斜叶式比平直叶的功耗少,操作费用低,因而斜叶式搅拌器使用较多。桨式也可用于高黏流体的搅拌,以促进流体的上下交换,代替价格高昂的螺带式叶轮,尚能获得良好的效果。桨式叶轮的桨叶直径d对容器内直径D之比一般为0.35~0.5,对于高黏度液体为0.65~0.9;转速一般在20~l00r/min之间,介质黏度可达20Pa.s。
在桨式搅拌器中应用较多的是可拆式叶轮,即叶轮一端制出半个轴环套,两片桨叶对开地用螺栓将轴环夹紧在搅拌轴上、当桨径小于600mm时,可用一对螺栓固定、桨径由700~1100mm时,可用两对螺栓固定(见图2-45)。当桨径上大于1100mm时,为了传递扣矩可靠,在用螺桂夹紧的同时还要用一穿轴螺栓使叶轮与桨轴固定。
为了提高搅拌器叶轮的强度与刚度,可根据强度计算决定在叶轮上单侧加筋或两侧加筋。从强度方面以及为了减轻桨叶重量、节约材料.合理的筋片形状应该是短筋、变截面的型式,这种结构如图2-46。