明业搅拌科技-01-:18发表于江苏

明业搅拌科技

固-液相搅拌的情况要比均相液体的搅拌复杂得多，因为其中有两相问题，两相的物性又会延伸许多参数，而且两相的密度一般会相差较大。

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固-液相搅拌的用途

固-液相搅拌的用途广泛，（1）有的是制备均匀悬浮液；（2）有的是使固体溶解于液体中；（3）有的是用于清除槽底的固体，使之不易沉积；（4）有的是为使固-液相发生化学反应；（5）还有的是从过饱和溶液中析出晶体等。其中有的仅是流体动力过程，另外的还要发生传质与传热。

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固-液相搅拌过程的要求

无论何种目的不同的搅拌，对流动状态都有共同的要求，都要使固体颗粒在液相中悬浮起来，这就要考虑固体颗粒在液相里的沉降速度。如果固体浓度不高，粒度也相对小，且其密度与搅拌液体的几乎相同，则也可将固体颗粒看作是液体的一部分，此时的过程基本上接近于均相液体的搅拌。设若固体颗粒的密度较大，即固-液相的密度差较大，固体颗粒在液相中的沉降速度就会比较快，此时就必须使用更充分的搅拌，才能确保固体颗粒的悬浮状态。理论上来讲，只要搅拌液相流上升的流速大于等于固体颗粒的沉降速度便可确保固体颗粒的悬浮状态。

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固体颗粒沉降速度的因素

固体颗粒的沉降速度坠子取决于受到固-液相密度差，另外还受到固体颗粒的浓度数量、几何形状、及液相的黏度程度（当流动状态为层流时）等因素的影响。

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搅拌悬浮临界转速

固相悬浮操作大多情况下处于湍流状态，固体颗粒在湍流状态中沉降规律相比在静止液中会更为复杂。由于湍流产生的流体阻力，会使得固体颗粒的沉降速度变小，实验证明在固相悬浮过程中存在一个维持固相悬浮的最低的搅拌转速，我们称为固相悬浮的临界搅拌转速。它与固-液相的固体和液相密度、固液的密度差、液相黏度、粒径形状等物性条件相关联，同时也和选择的搅拌器和设备的几何形状关系有关。此外固相悬浮有不同的悬浮程度，例如最低程度是允许槽底尚存部分固相暂时停留的称之为部分悬浮。其中最高级程度是使得固相颗粒在容器中均匀悬浮。

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固相溶解的相关关系

在固体溶解过程中，不仅有固相悬浮问题，另有传质问题。传质问题可通过溶解速率系数或者扩散边界层厚度来确定搅拌的强度。此类搅拌过程同样存在一个临界搅拌转速。实际转速低于这个临界搅拌转速值时，随着搅拌转速上升，溶解速率也会随之上升；当转速超过临界值后，溶解速率的提升就不明显了。另外一点，搅拌对传质系数的影响较弱，搅拌的主要作用是使固相颗粒全部悬浮，通过加大固-液相间的传质面积来增强传质速率，当固体颗粒全部呈现悬浮状态之后，再通过增加转速来提高传质速率的效果就不明显了。从固-液溶解的目的来看，很多情况并不要求固体颗粒在液相中达到均匀悬浮，只要确保容器底部不积存固体颗粒即可，因此过大的搅拌力度对于过程并无太大意义。

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