新型表面吸氣式攪拌器氣液傳質(zhì)特性研究.pdf

1、本文以一種新型表面吸氣式長(zhǎng)短槳攪拌器LSB為研究對(duì)象，采用亞硫酸鈉穩(wěn)態(tài)法測(cè)量了攪拌釜內(nèi)液相體積傳質(zhì)系數(shù)kLa，考察了實(shí)驗(yàn)操作參數(shù)（攪拌器浸沒(méi)深度S、液位高度H和釜底間隙C）和攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)(長(zhǎng)槳位置和長(zhǎng)槳寬度WLB)對(duì)表面吸氣臨界轉(zhuǎn)速NC、釜內(nèi)氣泡分散狀態(tài)、單位體積功率消耗P/V(或功率準(zhǔn)數(shù)NP)和體積傳質(zhì)系數(shù)kLa的影響。
　　研究表明，當(dāng)長(zhǎng)槳在外環(huán)且部分浸沒(méi)時(shí)，攪拌器具有良好的吸氣性能，表面吸氣臨界轉(zhuǎn)速NC維持在很低的1.5～

2、2.0rps之間，且NC隨著液位高度H/T和釜底間隙C/T的變化基本保持不變;功率準(zhǔn)數(shù)NP隨著攪拌轉(zhuǎn)速N的增大而減小，單位體積功率消耗P/V對(duì)轉(zhuǎn)速N的冪指數(shù)β都小于3（P/V=αNβ），且隨著H/T降低，β偏離3的程度越大;體積傳質(zhì)系數(shù)kLa在某一臨界轉(zhuǎn)速后，隨著攪拌轉(zhuǎn)速N的增大呈直線上升趨勢(shì)，而且相較于安裝位置固定的傳統(tǒng)渦輪攪拌槳，隨著液位高度H/T的增大，kLa值只出現(xiàn)小幅下降，特別適合于反應(yīng)釜中反應(yīng)液體積不斷增大的氣液兩相反應(yīng)過(guò)程

3、。
　　當(dāng)長(zhǎng)槳在內(nèi)環(huán)或者長(zhǎng)槳全部浸沒(méi)時(shí)，攪拌器的吸氣效率明顯降低，相同轉(zhuǎn)速下，釜內(nèi)氣含率明顯低于長(zhǎng)槳在外環(huán)且部分浸沒(méi)時(shí)。長(zhǎng)槳全部浸沒(méi)時(shí)，隨著浸沒(méi)深度S的增大，表面吸氣臨界轉(zhuǎn)速NC快速增大;長(zhǎng)槳在內(nèi)環(huán)上時(shí)，表面吸氣臨界轉(zhuǎn)速N比外環(huán)時(shí)大50％左右，在部分浸沒(méi)時(shí)甚至出現(xiàn)了氣泛現(xiàn)象。
　　本文中還比較了LSB攪拌器長(zhǎng)槳浸沒(méi)前后和內(nèi)外環(huán)上的氣液體積傳質(zhì)系數(shù)kLa。發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)槳在外環(huán)和部分浸沒(méi)時(shí)，體積傳質(zhì)系數(shù)kLa明顯更高，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在釜底間

4、隙C/T=0.25時(shí)，具有最大的kLa值;并且給出了長(zhǎng)槳在外環(huán)、部分浸沒(méi)、釜底間隙C/T=0.25時(shí)體積傳質(zhì)系數(shù)的擬合方程。具體方程為:kLa=0.0346(P/V)1.596(H/T)-0.512(C/T=0.25, WLB/T=0.05, P/V=0.5～6kW/m3)
　　本文最后比較了不同長(zhǎng)槳寬度（WLB/T=0.05，0.06，0.07）下的傳質(zhì)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)WLB/T=0.06時(shí)，體積傳質(zhì)系數(shù)kLa對(duì)單位體積功率消耗P/V