无重力混合机如何设计不同尺寸的模试容器

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【摘要】:
模试容器的结构应基于大型无重力混合机搅拌设备的基本结构和关键混合参数,并应根据非几何相似放大理论设计合理的模试容器。

通常用于无重力混合机研究的模试容器的规模应至少为数十升。 其中,对于均相操作,较小的模试容器仍然可以获得令人满意的结果,但是对于大多数非均相过程,模试容器有一个小尺寸。 搅拌器的桨叶宽度至少应为料液中最大粒子的2-3倍。

模试容器的结构应基于大型无重力混合机搅拌设备的基本结构和关键混合参数,并应根据非几何相似放大理论设计合理的模试容器。 具体来说,应该主要集中在以下几个方面。

1.设计模试容器时,必须充分掌握大釜、小釜混合参数的变化规律。 如果每单位体积的搅拌功率恒定或搅拌器叶端的线速度恒定,则随着设备容积的增加,翻转次数减少。 换句话说,小釜的翻转次数通常非常大,因此在小规模的模试容器中混合通常比较均匀,并且混合对过程结果的影响也不明显。 另一方面,小釜中叶端线速度通常不可能很大,一些对剪切敏感的过程现象,无重力混合机在测试时经常会忽略。 例如,在某些乳液聚合体系中,当叶端的线速度大于6m / s时会破乳。 但是,由于在几十升的模试容器中进行反应时,设备的内径通常小于500MM,因此企业短线杀跌一般不会超过6m / s,也就不容易观察到破乳现象。但是,如果按照每单位体积恒定搅拌功率的标准将这种乳液聚合反应器几何相似地扩大到30立方,则叶端线速度将很容易超过6m / s,并且在实际生产中会发生破乳。因此,在模试容器中应使用循环能力较弱,剪切能力较强的单层平直叶涡轮,搅拌叶片应较窄一些。 相反,对于大型无重力混合机等混合设备,为了使单位体积的混合功率与测试容器的混合功率相同,而又不会使叶端线速度过高,可以使用大叶片宽度的多层搅拌器。

2,如前所述,小釜的单位体积传热面积大,几何相似放大后传热矛盾突出。 因此,可以将内盘管安装在大釜内,以增加传热面积。 但是,有或没有内盘管时,无重力混合机等混合设备的流型是有很大区别的。为了保持大釜和小釜流型的相似性,必须在测试容器中放置一定数量的内盘管。这些内盘管在传热中不起作用,因此可以由实心圆棒制成。

3.为了便于研究无重力混合机的转速对过程结果的影响,测试容器应尽可能配备变速电动机或可调速减速器以获得更大的速度范围。

 


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