槳式和渦輪式攪拌器傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式

早的攪拌罐傳熱關(guān)聯(lián)式是由Chilton于1944年提出的，對于使用單層平槳、并有碟形封頭的圓筒形攪拌罐，其被攪拌液體對罐壁和內(nèi)冷盤管的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)聯(lián)式分別如下：

以后許多研究者改變攪拌器的形狀和相對尺寸進行傳熱研究，提出了很多攪拌罐傳熱關(guān)聯(lián)式，由于一個關(guān)聯(lián)式只對應(yīng)于一個幾何構(gòu)形，這些關(guān)聯(lián)式不便使用。

20世紀(jì)60年代中至70年代初日本的水科篤郎和永田進治等提出了包含多種槳型和多個尺寸參數(shù)的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)式，如永田對于槳式和渦輪式兩種葉輪，且罐內(nèi)有擋板而無內(nèi)冷管的情況，并Re大于100。得如下關(guān)聯(lián)式：

對于罐內(nèi)無擋板而有內(nèi)冷盤管的情況，則物料對罐壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)關(guān)聯(lián)式為：

當(dāng)除去內(nèi)冷管時，則須將上式的系數(shù)由0.51改成0.54。產(chǎn)生這6%的差別是由于內(nèi)冷盤管的遮蔽效應(yīng)。

永田也得出在Re>200，2上式中包含了葉輪的多個幾何參數(shù)，如葉徑6、罐徑D、葉輪離罐底度c、葉片傾角、葉片數(shù)孔。和液高等，紙漿池攪拌器，大大拓寬了公式的適用范圍。

20世紀(jì)70年代，日本的佐野雄二等對于槳式、渦輪式葉輪在湍流域的場合，進一步建立了罐內(nèi)液體的單位質(zhì)量攪拌功率ε與液體對罐壁和內(nèi)玲管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的聯(lián)系，得到了適用性廣、且形式更簡單的關(guān)聯(lián)式：

式中，為被攪液對夾套的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W/(㎡.K)；c為被攪液對內(nèi)冷管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)．W／(㎡.K)；dc為內(nèi)冷管外徑．m；ε為單位質(zhì)量被攪液消耗的攪拌功率，W/kg；v為被攪液運動黏度.㎡/s。

式(5- 17)計算物件時須以流體的本體溫度和壁溫的算術(shù)平均值作定性溫度。

攪拌器機械密封的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點

機械密封是攪拌器中為常用的一類密封裝置，沒有之一。機械密封把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動環(huán)和靜環(huán)兩個端面的相互貼合，并作相對運動實現(xiàn)密封效果的機械裝置，所以又稱為端面密封。

機械密封具有功耗小，泄漏率低，密封，使用壽命長，無需經(jīng)常維修，且能滿足生產(chǎn)過程自動化和高壓、高溫、低溫、真空、高速以及各種、、腐蝕性、磨蝕性介質(zhì)和含固體顆粒介質(zhì)的密封要求。

與填料密封相比，機械密封還具有以下優(yōu)點：

①密封可靠，在攪拌器的長期運轉(zhuǎn)中密封狀態(tài)穩(wěn)定，攪拌器生產(chǎn)，泄漏量很小，其泄漏量僅為填料密封的1%左右。

②使用壽命長，汕頭攪拌器，在油、水介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長，在化工介質(zhì)中一般能工作半年以上，反應(yīng)罐攪拌器，我們通常會根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性等特性來選擇合適的金屬材料有針對性來制作機械密封，所以，在實際的攪拌器生產(chǎn)中，一般是要長于這個使用壽命的。

③摩擦功率消耗低，其摩擦功率僅為填料密封的10%～50%，由于密封的原理不同，填料密封往往是通過加大填料和軸的摩擦力來實現(xiàn)密封的，所以在降低功耗方面機械密封優(yōu)勢十分明顯。

④軸或軸套基本上不磨損。

⑤維修周期長，端面磨損后可自動補償，一般情況下不需經(jīng)常性維修。

⑥抗振性好，對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感。

⑦適用范圍廣，能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同的攪拌器旋轉(zhuǎn)頻率，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)的密封。

與牛頓流體不同，黏彈性流體在描述剪切流動行為時，需要三個物質(zhì)函數(shù)才能描述，即黏度物質(zhì)函數(shù)、法向應(yīng)力系數(shù)、第二法向應(yīng)力系數(shù)。

目前描述黏彈性流變行為的力學(xué)模型主要有三種：經(jīng)驗?zāi)Ｐ?、線性黏彈性模型和分子模型。

(1)經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，主要來自對流變實驗結(jié)果的直接關(guān)聯(lián)。常用的方法是通過攪拌器運行實驗測量得到：1.切應(yīng)力和切應(yīng)變速率的對應(yīng)數(shù)據(jù)，2.法向應(yīng)力差和切應(yīng)變速率的對應(yīng)數(shù)據(jù)確定物質(zhì)函數(shù)。剪切黏度模型仍然可以出現(xiàn)純黏性流體模型中述及的各種形式；法向應(yīng)力系數(shù)則通常表示成各種形式的y2函數(shù)或與Weissenberg數(shù)進行關(guān)聯(lián)。

(2)線性黏彈性模型，假設(shè)流體的黏彈性可以通過理想的黏性和彈性“元件”各種線性疊加進行描述。

(3)分子模型，這種方法主要出現(xiàn)在對聚合物溶液體系流變行為的描述，如珠簧鏈模型和啞鈴模型。