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工业生产中,很多物系是高粘假塑性流体,生产过程中需要在机械搅拌式反应釜中搅拌混合。如何强化高粘假塑性体系的混合过程成为目前混合工程研究的一个重要内容。 机械搅拌式反应釜中物系的混合及传热、传质性能的优劣主要取决于搅拌系统和物性,其中搅拌桨的型式是十分关键的。本文以0.8wt%的黄原胶溶液为搅拌体系,考察不同类型搅拌桨:最大叶片式桨、组合叶片式桨、多层组合桨的混合效果。选择传质系数、混合时间两个不同参数来研究搅拌桨的混合性能,优化了适宜高粘流体的搅拌系统。研究的主要内容有: 1、高粘物系混合时间测量方法的建立。在高粘假塑性流体中采用电导率法对混合时间进行测定,是一种新的尝试。重复性检验中电导率与混合时间的相对标准偏差分别为1.61%和1.52%,这两个相对标准偏差均小于3%,稳定性检验中电导率的相对标准偏差为0.55%,小于3%,确定了该方法的可行性。 2、搅拌桨的优化实验研究。比较全面的考虑了桨型,选择宽粘度域搅拌桨和三层组合桨作为搅拌系统,其中三层组合桨是由轴流桨和径流桨组成的,通过实验确定了三层组合桨的最优组合。 3、传质性能研究。通过研究搅拌转速、通气速率对反应釜中搅拌系统传质系数KLa的影响,确定了传质效果较好的搅拌桨为最大叶片式桨。 4、混合时间实验研究。通过测定最大叶片式桨、组合叶片式桨、三层组合桨六个不同型式的搅拌桨的混合时间与单位功耗的关系,对比发现:最大叶片式桨混合效果最好。同时本研究对高粘体系的混合研究有一定帮助。