均相液體的混合機(jī)理

低粘度液體的混合

總體流動(dòng)將液體破碎成較大液團(tuán)帶至設(shè)備各處，小尺度的混合是高度湍動(dòng)液流的旋渦造成，不是槳葉直接打擊的結(jié)果。不同尺度和不同強(qiáng)度的旋渦對(duì)液團(tuán)有不同程度的破碎作用，旋渦尺度小，破碎作用大，微元小。旋渦尺度和強(qiáng)度與流體總體流動(dòng)湍動(dòng)有關(guān)。流體總體流動(dòng)湍動(dòng)越高，旋渦尺度小，數(shù)量越多，攪拌效果越好。

高粘度及非牛頓流體的混合

高粘度流體為層流操作，混合機(jī)理主要是總體流動(dòng)。同時(shí)槳葉端部的高剪切分割液團(tuán)，達(dá)至宏觀的混合。攪拌器槳葉的結(jié)構(gòu)，低轉(zhuǎn)速，大直徑攪拌器。

非牛頓流體的混合

剪切稀化，即高速度梯度使流體粘度減小，易于流動(dòng)，促使流體混合。選擇低轉(zhuǎn)速，大直徑攪拌器。

液滴或氣泡的分散

分散相和連續(xù)相-破碎液體或氣體為分散相。液滴或氣泡的分散依靠高度湍動(dòng)。界面張力使液滴團(tuán)聚（表面積最?。挚挂旱巫冃位蚱扑?，克服界面張力液滴變形?？偭鞲叨韧膭?dòng)，存在方向迅速變換的湍流脈動(dòng)，液滴產(chǎn)生相對(duì)速度很大的繞動(dòng)。繞動(dòng)結(jié)果，沿液滴表面產(chǎn)生不均勻的壓強(qiáng)分布和表面剪應(yīng)力，攪拌器將液滴壓扁并扯碎。湍動(dòng)程度越大，液滴尺度越小。

液滴或氣泡的分散

實(shí)際攪拌過程：大液滴的破碎和小液滴的合并，導(dǎo)致液滴的不均勻分布，實(shí)際液滴尺寸分布取決于破碎和合并的抗衡。流體湍動(dòng)程度不均也是造成液滴尺寸分布不均的重要因素。葉片不同區(qū)域液滴尺寸不同。

使液滴尺寸分布均勻的方法：

1.設(shè)備內(nèi)湍動(dòng)程度分布均勻；

2.液體中加入表面活性劑或保護(hù)膠，使液體不易合并。

氣體的分散：分散比液體困難，一般2～5mm。

固體顆粒的分散

固體表面發(fā)生潤(rùn)濕過程，液體取代氣體進(jìn)入顆粒間的間隙，顆粒團(tuán)聚體被流體動(dòng)力所打散。攪拌不改變顆粒的大小，達(dá)到小尺度的宏觀混合。

粗顆粒的分散

攪拌器轉(zhuǎn)速慢，顆粒沉于釜底，降低固液接觸面。懸浮臨界轉(zhuǎn)速：全部顆粒離開釜底懸浮起來的轉(zhuǎn)速。實(shí)際操作攪拌轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速，保證兩相有充分接觸界面。