為了能夠很好地使用靜態(tài)混合器,人們要先了解一下它的具體的工作原理,防止在使用的過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。靜態(tài)混合器的使用范圍很廣,它能夠?qū)ζ鋬?nèi)部的流體進(jìn)行充分的混合,而且它的耗能比較低,可以降低人們的使用成本。
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靜態(tài)混合器可應(yīng)用于液液、液氣、液固、氣氣的混合、乳化、中和、吸收、萃取、反應(yīng)和強(qiáng)化傳熱等工藝過程,可在很寬的粘度范圍內(nèi)不同的流型(層流、過渡流、湍流)狀態(tài)下應(yīng)用,用于間歇操作和連續(xù)操作。下面先簡(jiǎn)單介紹不同應(yīng)用情況的范圍。
(1)液混合
從層流至湍流,粘度在106mPa·s的范圍內(nèi)的流體都能達(dá)到良好的混合。分散液滴最小直徑可達(dá)到1~2μm,且大小分布均勻。
(2)液氣混合
靜態(tài)混合器可以使液氣兩相組分的相界面連續(xù)更新和充分接觸,在一定條件下可代替鼓泡塔和篩板塔。
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(3)液固混合
當(dāng)少量固體顆粒或粉末(固體占液體體積的5%左右)和液體在湍流條件下混合,使用靜態(tài)混合器,可強(qiáng)制固體顆粒或粉末充分分散,能達(dá)到使液體萃取或脫色的要求。
(4)氣混合
可用于冷、熱氣體的混合,不同氣體組分的混合。
(5)強(qiáng)化傳熱
由于靜態(tài)混合器,增大了流體的接觸面積,即提高了給熱系數(shù),一般來說對(duì)氣體的冷卻或加熱,如果使用靜態(tài)混合器,氣體的給熱系數(shù)可提高8倍;對(duì)于粘性液體的加熱,給熱系數(shù)可提高5倍;對(duì)于有大量不凝性氣體存在的氣體冷凝時(shí),給熱系數(shù)可提高8.5倍;對(duì)于高分子熔融體的換熱可以減少管截面上熔融體的溫度和粘度梯度。
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流體的混合機(jī)理對(duì)于層流和湍流等不同的場(chǎng)合,靜態(tài)混合器內(nèi)流體混合的機(jī)理差別很大。層流時(shí)是“分割位置移動(dòng)重新匯合”的三要素對(duì)流體進(jìn)行有規(guī)則的反復(fù)作用,從而達(dá)到混合;湍流時(shí),除以上三要素外,由于流體在流動(dòng)的斷面方向產(chǎn)生劇烈的渦流,有很強(qiáng)的剪切力作用于流體,使流體的細(xì)微部分進(jìn)一步被分割而混合。 |