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。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)的流體都能達到良好的混合。分散液滴最小直徑可達到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
當少量固體顆?;蚍勰ü腆w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,可強制固體顆?;蚍勰┏浞址稚ⅲ苓_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;對于粘性液體的加熱,給熱系數(shù)可提高5倍;對于有大量不凝性氣體存在的氣體冷凝時,給熱系數(shù)可提高8.5倍;對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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流體的混合機理對于層流和湍流等不同的場合,靜態(tài)混合器內(nèi)流體混合的機理差別很大。層流時是“分割位置移動重新匯合”的三要素對流體進行有規(guī)則的反復作用,從而達到混合;湍流時,除以上三要素外,由于流體在流動的斷面方向產(chǎn)生劇烈的渦流,有很強的剪切力作用于流體,使流體的細微部分進一步被分割而混合。 |