管道混合器技术
实验室乳液管道混合器流体的混合机理
加入时间：2014-1-7 10:50:48
1、概念
实验室乳液管道混合器是一种新型先进的化工单元设备，自70年代开始应用后，迅速在国内外各个领域得到推广应用。众所周知，对于二股流体的混合，一般用搅拌的方法。这是一种动态的混合设备，设备中有运动部件。而实验室乳液管道混合器内主要构件静态混合单元在混合过程中自身并不运动，而是凭借流体本身的能量并借助静态混合单元的作用使流体得到分散混合，设备内无一运动部件。
2、流体的混合机理
对于层流和湍流等不同的场合，实验室乳液管道混合器内流体混合的机理差别很大。层流时是“分割---位置移动---重新汇合”的三要素对流体进行有规则的反复作用，从而达到混合；湍流时，除以上三要素外，由于流体在流动的断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体的细微部分进一步被分割而混合。
3、实验室乳液管道混合器的混合形态
实验室乳液管道混合器在基本工艺流程中的组合方法见下图所示的两种类型。在实际应用中往往将多种基本流程组合在一起使用。两种液体汇合部位的结构，应根据液体的粘度、密度、混合比、互溶性等来确定。尤其当两种液体一接触就反应或凝胶而相变时，更要注意汇合部位的结构、流速以及混合器的选择。
3.1层流的混合
经实验室乳液管道混合器混合后的流体的混合形态，与经具有传动部件的混合机或搅拌机混合的混合形态有明显的差别。图二表示采用实验室乳液管道混合器混合两种流体是产生的典型层流混合状态。混合状态由条带状变为连续的或不连续的线状及粒子状，而状态的变化取决于流体混合时的雷诺数和韦伯数。例如：当流速、粘度、混合器直径一定时，如果流体间表面张力大，流体的混合形态则从条带状转向线状，进而变化到粒子状。混合器单元数、管径和流速的选定混合器的单元数和直径随流体的性质（粘度、互溶性、密度）、混合比、希望达到的混合状态、接触面上液体的结构变化等而不同，可通过试验和经验来确定。通常基于雷诺数并经试验确定混合器的放大倍数。但当雷诺数Re＜100（严格地说在1以下）时，混合程度、混合状态与雷诺数无关，只取决于混合器的单元数。因此，只要混合统一流体，不论其流速和混合器直径多大，经试验确定的单元数都适用。混合器管内流速越大,混合效果越好。但流速太大,压力损失增加,提高了加压泵的扬程,能耗多。因此选定流速有一个较优的范围。3.2湍流混合
适合于湍流混合的实验室乳液管道混合器采用的是扭曲叶片的形式。其理由是，随着流速的增大，在流动的断面方向会产生很多激烈的涡流和很强的剪切力。由于这种强大的剪切力的存在，故可有效地发生气液、液液、固液等的分散及液液、固液的溶解。
除扭曲叶片的形式外，其它形式的实验室乳液管道混合器也可以进行湍流混合，但其供给流体的能量大多消耗于流体与壁面的摩擦，用于流体之间的摩擦很少。所以，从耗能的角度来看，这些结构劣于扭曲叶片的形式的混合器。
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