根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),攪拌槳可以分為多種類型。在攪拌反應(yīng)設(shè)備中,常見(jiàn)的攪拌槳有槳式、推進(jìn)式、渦輪式、錨式和框式,這些類型大約占攪拌槳總數(shù)的75%至80%。接下來(lái)將介紹幾種常見(jiàn)的攪拌槳。
1、槳型攪拌器:
這種攪拌槳的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,葉片通常由扁鋼制成,固定方式有用螺栓連接或焊接在輪轂上,葉片數(shù)量一般為2、3或4片。葉片類型主要分為平直葉式和折葉式。該攪拌槳主要用于固-液體系中,能夠防止固體沉降;在液-液體系中,主要用于防止分離和均勻罐內(nèi)溫度。然而,它不適合用于氣-液分散操作,特別是針對(duì)細(xì)化和保持氣體的目的。
槳式攪拌器在流體循環(huán)中被廣泛應(yīng)用。由于折葉式槳葉在相同排量下的功耗低于平葉式槳葉,因此其操作費(fèi)用也較低,導(dǎo)致軸流槳葉的使用頻率較高。在攪拌高粘度流體時(shí),槳式攪拌器可以替代價(jià)格昂貴的螺帶式葉輪,從而有效促進(jìn)流體的上下交換,達(dá)到良好的攪拌效果。槳式攪拌槳的轉(zhuǎn)速一般在20至100轉(zhuǎn)每分鐘之間,能夠處理的高粘度為20Pa·s。
2、推進(jìn)式攪拌槳:
推進(jìn)式攪拌槳主要用于低粘度流體。標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)式攪拌槳通常具有三瓣葉片,其槳直徑d與螺距相等。在攪拌過(guò)程中,流體從槳葉上方被吸入,通過(guò)螺旋形的通道從下方流出。當(dāng)流體到達(dá)容器底部時(shí),會(huì)沿著壁面返回到槳葉上方,從而形成軸向流動(dòng)。盡管推進(jìn)式攪拌槳在攪拌時(shí)的湍流程度不高,但其循環(huán)量卻非常大。如果將攪拌槳傾斜、攪拌軸偏心,或者在容器內(nèi)設(shè)置擋板,能夠有效避免旋渦的產(chǎn)生。推進(jìn)式攪拌槳的直徑相對(duì)較小,通常為d/D=1/4至1/3,葉端速度一般為7至8m/s,高速時(shí)可達(dá)到15m/s。
推進(jìn)式攪拌槳具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和便于制造的特點(diǎn),適合應(yīng)用于流量較大、粘度較低的場(chǎng)合。它能夠在較低的攪拌功率下,通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的槳葉實(shí)現(xiàn)良好的攪拌效果。主要用于低濃度固-液體系中的固體沉降、液-液體系的混合以及溫度均勻等情況,屬于循環(huán)型攪拌槳,具有優(yōu)良的循環(huán)性能,并且剪切作用較小。
3、渦輪攪拌槳
渦輪式攪拌槳是一種用途廣泛的攪拌工具,幾乎能夠快速完成所有攪拌任務(wù),并適用于較寬的流體粘度范圍。
渦輪式攪拌槳分為盤式和開(kāi)式兩種類型。盤式包括圓盤彎葉、圓盤斜葉和圓盤平直葉;開(kāi)式則有彎葉、斜葉和平直葉。盤式渦輪通常配有6片葉片,而開(kāi)式渦輪多為2片或4片。有時(shí),槳葉會(huì)設(shè)計(jì)成箭形或凹形,以改善流動(dòng)效果。渦輪式攪拌器能夠產(chǎn)生較大的剪切力,因此能將流體微團(tuán)細(xì)致分散,適合于液-固懸浮、液-液分散,以及低粘度至中等粘度流體的混合,同時(shí)也能促進(jìn)良好的傳質(zhì)、傳熱及化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程。平直葉因其強(qiáng)大的剪切作用,被視為典型的剪切型攪拌槳;而當(dāng)葉片朝流動(dòng)方向彎曲時(shí),形成的彎葉則能有效降低功耗,適合攪拌含有易碎固體顆粒的流體。
4、錨型和框型攪拌槳:
錨式攪拌槳結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于粘度在100Pa·s以下的流體攪拌。當(dāng)流體的粘度在10到100Pa·s之間時(shí),可以在錨式槳的中間添加一根橫梁,以增強(qiáng)容器中部的混合效果,從而形成框式攪拌器。
由于錨式和框式槳葉的混合效果不夠理想,因此僅適用于對(duì)混合要求不太嚴(yán)格的情況。錨式攪拌槳因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),使得在容器壁附近的流速高于其他類型的攪拌槳,從而能夠獲得較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),因此常用于結(jié)晶和傳熱操作。此外,它也經(jīng)常應(yīng)用于沉降性淤漿和高濃度淤漿。當(dāng)攪拌的流體粘度超過(guò)100 Pa·s時(shí),建議使用螺桿式或螺帶式攪拌槳。