年第期节能·节能技术·静态混合器的原理及应用大庆石化设计院李纯煦摘要静态混合器是一种结构简单、紧凑的节能设备。流体在流经静态混合器时受混合元件的约束,产生分流、合流、旋转,使流体达到充分的混合可以在很宽的粘度范围内应用,也问以在层流、过度流或紊流等不同流型下操作,还可以应用于间歇操作或连续操。选用时妥考虑混合流体的性质、流体的流动状态、流体的体积比,以及混合元件的类型和个数对混合效果的影响。关键词混合混合器静态混合器流体混合目舀静态混合器是国内外正在大力推广应用的一种结构简单而紧凑的节能设备。流体流经静态混合器比流经空管的压降要大。可以说,静态混合器是靠消耗动力来提高效率的波兰学者把能耗系数定义为对于静态混合器层流时有又,‘不二下乏‘少一乙」一湍流时有义,月二,月二罗一,“、对于动态混合器层流时有二湍流时有·口·一混合器能耗一混合时间一液体密度一动力粘度。根据湃的定义,可以推导出静态混合器的能耗要比动态混合器的小一个数量级。所以我们说,静态棍合器是一种节能设备。其基本原理是利用混合元件改变流体在管内的流动状态,以达到混合的目的。在多种状态混合器中,应用较广的是币岛型、正型、东利型等。自年代在我国开发应用以来,在化工过程及其他工业工艺过程中得到了推广,越来越多的企业和科技人员已经或正在认识,并采用这种新设备,以求取得更好的效益。但是,由于在我国静态混合器的运用和开发历史还很短,因此,不仅需要系统的基础研究,而且还需要在实践中不断总结经验,大力推广这种节能设备,两者结合起来,促进静态混合器技术发展。静态混合器的工作原理二二一忆··式中一均化段长度又一压降系数卜一混合器长度份雷诺数所谓静态混合器是指一种内部没有转动元件,而是通过固定在管内的不动元件,使流体达到混合的设备国外有人把静态混合器定义为“借助流体管路的不同结构,得以在很宽的范围内使流体育色界面面积。田一万年第期混合,而没有机械转动的流体管路结构体”。流体在流经静态混合器时,受混合元件的约束,产生分流、合流、旋转,使流体达到充分的混合。对于层流和紊流等不同流动状态,静态混合器的机理是不尽相同的。层流时,静态混合器是对流体反复进行“分割一位移一重新汇合”的有规则的作用,以达到混合的紊流时,除了」面的作用外,由于流体在流动的断面上产生剧烈的涡流,使流体的细微部分进一步被分剖而达到子昆合。以川“静态混合器的一个单元为例,它分为左旋和右旋两部分,每一部分的螺旋片绕轴旋转,相邻两部分板片交叉。,每个单元的长度约为管径的倍。“静态混合器由若干个这种混合单元组成。流体从入口处被分割成两股,每一股沿圆通道流动,旋转过“之后,又被分割成两股,以相反方向旋转,然后流出第一个单元。显然,流体经个单元之后,就受到”次分割、旋转,最后达到了充分的混合。对于流体之间的传热来讲,由于静态混合器的内件能引起湍流,使传热强化了型的强化传热效果与空管相比,约为倍型、型和一型的传热效果约为空管的一倍。对于流体间的传质来讲,是由于“分割一位移一重新汇合”的作用,使流体充分棍合,界面不断更新,新鲜液体不断从内部带到表面,同时由于频繁地更新界面,增加了气液有效接触面积当它们回到原位之前,新鲜液体与气体接触而进行传质,加速了质量传递。如果流体的运动是层流,则相邻流体间的传质纯粹是由于分子扩散当发生质量传递的流体处于湍流状态下,则传质将以湍流扩散方式进行,这时速率是比较快的。对于多数气体而言,要比分子扩散系数高过倍。对于液体而言,则比分子扩散系数高万倍甚至更多。从图可以看出静态混合器与空管相比,在相同的能量输人条件下,能提供更大的相间湍流层流层流图瓦比一七石关联图静态混合器的种类自从年第一种静态混合器一川“静态混合器问世以来,目前世界上已以有多种静态混合器的专利。其中大约有一半类型的静态混合器已实现了商业化。最新的文献报道,美国开采尼尔公司的新型“静态混合器可以以很低的压降来操作,而它的尺寸不受限制对于空间受限制的场合管子长度再短,它都可以进行混合它还可以有效地用于非圆形管道。其混合元件是一项专利,它的几何形状使得可以利用边缘促使自然地...
