　液体搅拌的混合机理

发布网友发布时间：2022-03-12 18:31

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热心网友时间：2022-03-12 20:00

把不同气体混到一起，很快便形成一个不同分子均匀分布的混合物。这个混合过程的机理是气体的分子扩散，即是气体分子相对运动的结果。可是液体的分子扩散速率却很小，单靠分子扩散进行液体混合没有多大实际意义。在搅拌槽中，通过搅拌器旋转把机械能传送给液体物料，造成液体的强制对流，混合过程正是在强制对流作用下的强制扩散过程。

强制扩散有两种方式，即主体对流扩散和涡流扩散。搅拌叶轮把动量传给它周围的液体，产生一般高速液流，这股液流又推动周围的液体，使全部液体在槽内流动起来。这种大范围内的循环称为“宏观流动”，由此产生的全槽范围的扩散叫做主体对流扩散。当叶轮产生的高速液体在静止的或运动速度较低的液体中通过时，处于高速流体与低速分界面上的流体受到强烈的剪切作用，因而在这些地方产生大量的漩涡。这些漩涡迅速向周围扩散，一方面把更多的液体夹带到这股作宏观流动的液流中，同时形成局部范围内物料快速而紊乱的对流运动。这种漩涡运动被称为搅拌槽内的“微观流动”，而由漩涡运动造成的局部范围内的对流扩散称为涡流扩散。

实际混合过程是三种扩散机理的综合作用。主体对流扩散、涡流扩散和分子扩散的作用，但主体对流扩散只能把不同物料分散成较大“团块”地混合起来，而通过这些大“团块”界面之间的涡流扩散，把不均匀程度降低到漩涡本身的大小，可是，最小的漩涡也比分子大得多，因此，主体对流扩散和漩涡扩散都不能达到完全的均匀混合，即不能使被搅拌物料的全部分子呈完全均匀的分布状态。完全均匀的混合状态只有通过分子扩散才能达到。因此，主体对流扩散和涡流扩散只是进行“宏观的混合”分子扩散才能进行“微观混合”。“宏观混合”的结果大大增加了分子扩散的表面积，并减少了扩散距离，因此，提高了微观混合的速度。一般在非金属矿产品加工生产中搅拌操作并不要求达到微观的均匀性，能处于宏观的混合已基本满足生产要求。图4-2和图4-3为旋桨式搅拌器和涡轮式搅拌器的搅拌状态。

图4-2　旋桨式搅拌器的搅拌状态

图4-3　涡轮式搅拌器的搅拌状态