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涡轮式叶轮
涡轮式叶轮随叶片形状和安装的角度不同其名称和用途也不同。从形式上看有两大类,一类是一个圆盘安装在轮毂上,叶片再安装在圆盘上,称圆盘涡轮式;另一类是叶片直接安装在轮毂上,称开启涡轮式。叶片垂直安装的称径向流涡轮,叶片倾斜安装的称轴向流涡轮,叶片呈弯曲形的还可称作弯曲叶涡轮。径向流涡轮旋转起来把液体从轴方向吸入而向与轴垂直的方向(径向)排出。
当罐内有挡板时,排出流遇到罐壁则向上下分开,使罐内形成上下循环的流型。这种叶轮功率消耗大,剪切力强,又具有排出能力,因此它适用于既要有强的剪切,又要有一定循环流量的场合,如液-液体系用于乳化、乳液聚合、悬浮聚合、萃取等;固-液体系则用于把干的和湿的滤饼再捣碎成浆状以及使固体一边破碎,一边溶解;对于气-液体系,则用于氧化反应那样的气体分散和伴有化学反应的吸收等。对于圆盘涡轮,由于它能在叶轮下保持气体进而使之分散,减少气体的浪费,因此很多气-液操作都用它。
另外,轴向流涡轮使液体沿与轴平行的方向排出,使其进行有效的轴向循环。产生同样来,所以对循环流占重要地位的场的推量我上要用手液:液体系和固液体系中需要强循环的场合
推进式叶轮
作为搅拌用的推进式叶轮,其叶片不像船舶推进器那样都由立体曲面所组成,通常由钢板扭曲而制得。推进式叶轮在旋转时使液体向前方呈轴向流排出,使之在罐内形成循环。然而,若将推进式叶轮安装在无挡板的圆筒形搅摔罐的中心,则在叶轮旋转的同时,罐内液体也旋转,与轴向流相比,还是水平回转流占主要地位,其混合效果就减弱,这是因为轴向循环流动才是促进宏观混合的真正动力。为防止水平回转流,可在罐内装挡板,也可将搅拌轴偏心或倾斜安装,若把推进式叶轮与导流筒配合,则能得到规整的轴向流。使用挡板以及使叶轮倾斜或偏心安装都将使叶轮排出流受到限制,增加了剪切作用,故推进式叶轮仍有相当部分的能量分配到剪切作用上。
推进式叶轮所用的转速一般为~r/min,在此转速范围内搅拌机易做得很小巧,故可制成便携式的。叶轮直径通常为罐径的10%~30%,是比较小的。因此推进式叶轮不能用于过高的黏度,最多到2~3Pa·s。
推进式叶轮的能力特征是排出液体的能力强,而不适用于要求较高剪切力的各种分散和反应等操作。它主要用于液-液体系的混合、使温度均一化、在低浓度固-液体系中防止淤浆沉降等。特别是它具有单位功率排量大和搅拌机本身造价较低的优点,因此常被用于大容量的搅拌,其典型的使用实例为将其侧入安装于数百立方米的原油和精制油的储罐的侧壁上。
桨式叶轮
要式时轮通常仅有两个叶片,是搅拌叶轮中最简单的一种。与涡轮式叶轮一样,根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合,由于在同样的排景下,轴向流叶轮的功耗比径向流低,故轴向流叶轮使用较多。由于结构简单,即使叶径大,造价也不高,故往往用于大叶径、低转速的场合。其主要用途为:在液液体系用于防止分离和使温度均一;在固-液体系多用于防止固体沉降。然而,桨式叶轮不适用于气-液分散那样保持气体和以细微化为目的的
操作。另外,由于其适合于制成大叶径,故也可用
于高黏度液体的搅拌,这种场合为了促使液体上下
交换,或者使用3~5层的多层叶轮