中国科学院过程工程研究所机构知识库

搅拌槽具有相间接触面积大、传热传质效率高、操作灵活等优点，广泛应用于制药、环保、生化、食品、冶金、高分子等工业过程中。搅拌桨是搅拌槽的核心部件，搅拌桨的构型优化是改善搅拌效果最理想、最经济的方法。近年来，研究人员开发出了多种适合不同操作环境的新型搅拌桨，包括穿流桨、分形叶轮、柔性桨和本课题组发明的向心桨和Z型穿流桨。初步研究结果表明，向心桨和Z型穿流桨具有良好的性能，然而这两种新型桨用于非牛顿流体体系时的微观混合性能还不清楚。基于此，本文采用羟乙基纤维素为非牛顿黏性添加剂，选择磷酸盐-碘化物-碘酸盐的平行竞争反应体系，在直径0.282 m的椭圆底搅拌槽内研究了向心桨和Z型穿流桨的微观混合特性。首先，实验考察了加料时间对微观混合的影响，比较了向心桨（CT）、Rushton桨（DT）、45°下压三斜叶桨（PBTD）三种桨及10种不同双层桨组合的功率准数和微观混合效率。研究发现，DT、CT和PBTD的功率准数随雷诺数的增加保持不变，DT桨的功率准数约为CT桨的两倍、PBTD桨的四倍。随着单位体积功耗的增加，三种桨的离集指数逐渐减小，且DT