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搅拌器轴功率计算
(一)搅拌器的型式与流型
1、型式,分为轴向和径向推进两种型式。
前者为螺旋桨式,或者为涡轮式。
(1)螺旋桨式搅拌器
顺时针和逆时针旋转分别将液体
向下和向上推进,形成轴向的螺旋运动。
其混合效果较好,但造成的剪率较低,对气泡的分散效果
不好。常用以提高液体循环速度。螺距一般等于搅拌器直
径。
(2) 圆盘平直叶涡轮搅拌器
圆盘的作用:无菌空气由单开口管通至搅拌器下方,大的气泡受到圆盘的阻挡,避免从轴部的叶片空隙上升,保证了气泡的更好的分散。
圆盘平直叶涡轮搅拌器具有很大的循环输送量和功率输出,适用于各种流体,包括粘性流体、非牛顿型流体等。
(3) 圆盘弯叶涡轮搅拌器
圆盘弯叶涡轮搅拌器的搅拌流型与平直涡轮的相似,但前者造成的液体径向流动较为强烈,因此在相同的
搅拌转速时,前者的混合效果较好。但由于前者的流线叶型,在相同的搅拌转速时,输出的功率较后者的为小。因此在混合要求特别高,而溶氧速率相对要求略低,可选用圆盘弯叶涡轮。
(4) 圆盘箭叶涡轮搅拌器
其搅拌流型与上述两种涡轮相近,但它的轴向流动较强烈,但在同样转速下,它造成剪率低,输出功率也较低。
2、流型
搅拌器在发酵罐中造成的流型,对气固液相的混合效果、氧气的溶解、热量的传递都影响较大。搅拌器造成的流体流动型式不仅决定于搅拌器本身,还受罐内附件及其安装位置的影响。
(1)罐中心装垂直螺旋桨搅拌器的搅拌流型
周边无挡板:轴中心形成凹陷的漩涡。
周边有垂直挡板:液体的螺旋状流受挡板折流,
被迫向轴心方向流动,使漩涡消失。
(2)涡轮式搅拌器的流型
在涡轮平面的上下两侧形成向
上和向下的两个翻腾。如不满足
全挡板条件,轴中心位
置也有凹陷的漩涡。