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涡轮式搅拌器

　　导语：涡轮式搅拌器（又称透平式叶轮）随叶片形状和安装角度不同其名称和用途也不同。从形式上看有两大类，一类是有一个圆盘安装在轮毂上，叶片再安装在圆盘上，称圆盘涡轮式搅拌器．另一种是叶片直接安装在轮毂上，称开启涡轮式搅拌器。应用极广，能处理黏度范围很广的流体。

涡轮式搅拌器概述

　　涡轮式搅拌器从结构上可分为开式（开启式）和盘式（圆盘式）两类。开式有平直叶、斜叶、弯叶等，盘式有圆盘平直叶、圆盘斜叶、圆盘弯叶等。开式涡轮常用的叶片数有2叶和4叶，盘式涡轮以6叶常见。为改善流动状况，盘式涡轮有时把叶片制成凹形和箭形，称为弧叶盘式涡轮和箭叶盘式涡轮。涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得很细，适用于低黏度到中等黏度流体的混合、气液分散、固液悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。平直叶剪切作用较大，属剪切型搅拌器。弯叶是指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。

搅拌器机械密封的结构和优点

　　机械密封是搅拌器中为常用的一类密封装置，没有之一。机械密封把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并作相对运动实现密封效果的机械装置，所以又称为端面密封。

　　机械密封具有功耗小，泄漏率低，密封，使用寿命长，无需经常维修，且能满足生产过程自动化和高压、高温、低温、真空、高速以及各种、、腐蚀性、磨蚀性介质和含固体颗粒介质的密封要求。

　　与填料密封相比，机械密封还具有以下优点：

　　①密封可靠，在搅拌器的长期运转中密封状态稳定，泄漏量很小，其泄漏量仅为填料密封的1%左右。

　　②使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上，我们通常会根据介质的腐蚀性等特性来选择合适的金属材料有针对性来制作机械密封，所以，在实际的搅拌器生产中，一般是要长于这个使用寿命的。

　　③摩擦功率消耗低，其摩擦功率仅为填料密封的10%～50%，由于密封的原理不同，填料密封往往是通过加大填料和轴的摩擦力来实现密封的，所以在降低功耗方面机械密封优势十分明显。

　　④轴或轴套基本上不磨损。

　　⑤维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修。

　　⑥抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感。

　　⑦适用范围广，能用于高温、低温、高压、真空、不同的搅拌器旋转频率，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质的密封。

黏弹性流体对搅拌器的影响

　　黏弹性流体行为可以对搅拌器的混合作用产生巨大的负效应。黏弹性流体的典型特征是具有法向应力差、弹性回缩、应力突增(Overshoot)现象。这些特征可以显著地影响混合行为。黏弹性流体流场中力学特征明显地不同于其他流体。

　　对于牛顿流体，由于搅拌的离心作用，流体在搅拌器内呈漩涡状；与此相反，黏弹性流体在搅拌过程中明显的特性是具有弹性。

　　弹性是材料在受力形变时试图维持原来的形状或形变试图恢复原来的形状的一个特性。因此在搅拌操作中，弹性使材料试图维持原来的形状而不产生混合。黏弹性流体在运动时，总是产生垂直于剪切面的法向应力差，该法向应力差会引发二次流，促使搅拌器中的流体产生爬杆现象——Weissenberg效应，即由搅拌器叶片端部吸入流体，沿搅拌轴方向排出。

　　1974年，Ulblecht曾对有关圆球、圆盘和搅拌器在黏弹性流体中旋转时产生的二次流流型进行了实验研究，实验表明：球在无弹性流体中旋转时，由于惯性力使流体沿搅拌轴吸入，再在球表面由惯性抛出，形成轴向循环，然而在弹性强的黏弹性流体中，由于法向应力的存在会产生相反方向的流动，当两种力刚好平衡时，会在球表面形成一个孤立的漩涡，螺旋式搅拌器真心诚信，在此漩涡内的流体与釜内其余流体不混合。 在黏弹性流体的搅拌中，使用螺杆-导流筒、锚式、框式搅拌器，是比较合适的。