翼形桨在气液固三相搅拌反应釜中的混合性能_徐魁VIP免费

第48卷第6期化工学报vol.48吻61望刀生坦旦—-巫些上丝卫迪鱼坐鱼丛吐理丝卫业哩血赵鱼鲤上一一卫些丝丝卫丝匕冀形桨在气液固三相搅拌反应釜中的混合性能徐魁崔英德(广东工业大学化学工程系,广州51X(以】戴千策(华东理工大学联合化学反应工程研究所,上海么I双37关健词冀形桨固体悬浮搅拌功率分散状态质量传递引言机械搅拌槽中高速旋转的叶轮产生的排出流中,径向速度主要用于气体的剪切分散,而其轴向速度是固体悬浮和液相轴向混合的主要动力.三相体系的混合不仅要求叶轮具有较强的径向剪切分散能力,而且要有一定的轴向混合能力,以此达到对气体和固体的同时分散.理想的混合水平不仅要求达到二者在宏观上的均匀,而且在微观混合上也要达到一定的均匀度,为此对搅拌桨的设计提出了较高的要求.在气液二相的混合操作中比较多的采用了盘式涡轮桨,而在液固二相的混合操作中比较多的使用螺旋桨,这都是为了利用各自不同的混合优势.涉及到气液固三相混合,由于气体和固体的分散是一个相互制约的问题,完全的径向分散和轴向分散对三相体系的混合都不是最适宜的,为此Cha脚na〔1]、Ni~z[]、Buj山ti[,〕等从不同的角度,对三相体系的混合性能做了研究,但其结论不尽一致.新型翼形轴流桨由于其独特的全釜混合性能闭,在工业混合操作中得到广泛的应用,本文着重讨论翼形桨(K4)在气液固三相搅拌槽中的基本混合性能.1实验方法实验在T为洲6~的碟形底搅拌槽中进行,挡板宽24.6~,挡板与槽壁面间留有sn的间隙,以免形成死角,影响颗粒的悬浮,槽内悬浮液的总高度(静止,不通气状态)为246n.实验介质为空气、水及树脂,实测固相密度1350掩·m一3,颗粒平均直径632脚;空气由环形分布器加人,通气环直径7~.采用直径为O.47T的翼形轴流桨(K4,其结构如图1所示),浆叶离底间隙取T6/一T/3为宜tl],本实验浆叶离底间隙均取T4/二61.SmnI.利用NZa处氧化法s[,6〕测定水中的溶氧速率,以确定体系的氧传递系数.假定液相混合和气相混合完全均匀.采用电阻应变片,配合动态应变仪测定搅拌功率,可控硅直流调速仪调节搅拌转速,为使底部颗粒的悬浮状态便于观察,借用灯光照射搅拌槽底部.搅拌装置流程如图2所示.1望艘5一10一17收到初稿,l卯7一03一31收到修改稿.联系人及第一作者:徐魁,男,34岁,博士.197年21月1知bell11elaen面阅“理仿dnetkat皿战r已nt即娜旧.阅仪.比川n山.”Xal目脚,d四鹉么Q犷矽·m一3·~一’0~1010、2525~400~0.50.5800.3190.2700.5~1.51.5~2.00.3100.2570.2田0.1汉0.2印0.197从图3和图4可看出戈,随X和口`的变化规律为凡,oc尸Nj、二Njoe姆:戈s为液一固二相体系固体完全离底悬浮的临界搅拌转速.由上式得到,当Qg=0时,凡、=凡,·式中无二(dNgsj/戈、)/dQ。=(△凡,/戈,)/△口g无反映了戈gs对Qg的相对变化率,即对通气的敏感程度.不同浓度通气量下的k值见表1.翼形桨的排出流与气泡的浮升方向相反,对气体的剪切分散较温和,其悬浮流场宜受气体的干扰,因此戈gs对通气较敏感·毛由阮2lbea阅x笼川”币叨如目exnat曲eIf代nt即娜脚.on。田袱,加心.胭x田日笋vJ朋加污Q:口:/时·m一’·而n一`-一:,二又二.人轰刀J,汽令,/耐·m一3·而n一’nX鉴20%X)20%0.肠0.350.050.470.070.490.070.520.的0,43255075811J.1..三今一X〕D2%0.450.400.420.390.38191407伪佣nonù0025SD75000012。22.2。1搅拌功率与气体和固体的分散状态三相体系气体和固体的分散状态与搅拌功率准数曲线的形式搅拌功率准数NP随雷诺数凡的变化规律如图5所示,从其变化过程看出体系的分散基本上分成二个区域.在6”}:才40020406080100120140Re、10一〕Fig.SV面ationofhetxl川ernun止祀rNPwihthetReynoldsn也司犯r凡at山氏ernt脚vol~sQ。(X二35%)C。/矽·m一’·~一’:l印;2一。.25;3印.DS;4es刃.75;卜1.0;-61.25I一fi以顿犯翻onn夸。:胖di3pe巧ionsifi℃Infl叮五11gtoeon甲letdispe玲oni咖elhteosl记di哪犯招Ion15frDmhetsateof溢一ofotc朋叩le比阳spellsion;n一戏朋ddispe花ion叩on:Pesudo一11omq乒n,5dispesrlno.gasnad励dc~n七世ino15weldistbriutdenihet抓n钱1vesesls第48卷第6期翼形桨在气液固三相搅拌反应釜中的混合性能第一个区域随着转速的提高,中心区的固体逐步向边缘和上端分散,加...