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混合攪拌器的微觀混合時間分布

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由圖4.6可知,轉速在50~150rpm下,存在大面積的微觀混合較慢區域,混合時間在0.8s以上。其他各體系最快微觀混合均出現在DT 6槳葉附近,最短微觀混合時間不到0.03 s。隨著轉速的增加,顆粒逐漸懸浮,DT-6附近的微觀混合良好的區域越來越大;當顆粒均勻懸浮時,增加趨勢更加明顯,同時兩層槳葉間的微觀混合時間也逐漸縮短,說明在這些區域內流體可快速發生微觀混合。但隨轉速增加,PBTD45與攪拌軸間的微觀混合時間逐漸減小,而PBTD45與壁面之間的微觀混合時間卻有上升趨勢。由于t微觀與ε之間成反比關系,該現象可由湍動能變化趨勢進行解釋。如圖4.6所示,300rpm和345rpm下PBTD45槳葉上方湍動能較高,約為0.004~0.007m2/s2,有利于局部混合,而400rpm和500rpm轉速下該高湍動能區消失,使得局部混合效果不及前者。僅對比400rpm和500rpm的微觀混合時間分布可知,混合時間隨轉速的增加,越來越集中在壁面與槳葉之間,成為微觀混合不利的主要原因。

由上述分析可得,在其它條件不變的情況下,反應物在槳葉尖端加料可有效地縮短微觀混合的時間,從而提高產品質量以及操作穩定性;結合反應器顆粒懸浮性能及全釜顆粒濃度分布,建議攪拌轉速為200}345rpm,對應單位體積輸入的攪拌功率為0.104~0.725kw/m3。

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