根據(jù)流體物性、混合要求來確定流體流型。流型受表觀的空管內(nèi)徑流速控制。
1 對于中、高粘度流體的混合、傳熱、慢化學(xué)反應(yīng),適宜于層流條件操作,流體流速控制在0.1~0.3 m/s。
2 對于低、中粘度流體的混合、萃取、中和、傳熱、中速反應(yīng),適宜于過渡流或湍流條件下工作,流體流速控制在0.3~0.8m/s。
3 對于低粘度難混合流體的混合、乳化、快速反應(yīng)、預(yù)反應(yīng)等過程,適宜于湍流條件下工作,流體流速控制在0.8~1.2m/s。
4 對于氣-氣、液-氣的混合、萃取吸收、強(qiáng)化傳熱過程,控制氣體流速在1.2~14 m/s的完全湍流條件下工作。
5對于液-固混合、萃取,適宜于湍流條件下工作,設(shè)計選型時,原則上取液體流速大于固體最大顆粒在液體中的沉降速度。固體顆粒在液體中的沉降速度用斯托克斯(Stokes)定律來計算:
V顆粒——沉降速度,m/s;
d——顆粒最大直徑,m;
ρ顆粒、ρ液體——操作工況條件下,顆粒、液體的密度,kg/m“;
μ——操作工況條件下的液體動力粘度,mPa·s;
g——重力加速度,9.81m/s2。
靜態(tài)混合器混合效果與長度的關(guān)系
靜態(tài)混合器長度的確定:一是由工藝本身的要求,二是通過基礎(chǔ)實驗和實際應(yīng)用經(jīng)驗來確定注①。
1 湍流條件下,混合效果與混合器長度無關(guān),也就是在給定混合器長度后再增加長度,其混合效果不會有明顯的變化。推薦長度與管徑之比L/D=7~10(SK型混合長度相當(dāng)于L/D=10~15)。
2 過渡流條件下,推薦長度與管徑之比L/D=10~15。
3 層流條件下,混合效果與混合器長度有關(guān),一般推薦長度為L/D=10~30。
4 對于既要混合均勻,又要盡快分層的萃取過程,在控制流型情況下,混合器長度取L/D=7~10。
5 流體的連續(xù)相與分散相的體積百分比和粘度比關(guān)系,如果相差懸殊,混合效果與混合器長度有關(guān),一般取上述推薦長度的上限(大值)。
6 對于乳化、傳質(zhì)、傳熱的過程,混合器長度應(yīng)根據(jù)工藝要求另行確定。
注:①以上所列混合效果與混合器長度的關(guān)系是指液-液、液-氣、液-固混合過程的數(shù)據(jù),對于氣-氣混合過程,其混合比較容易,在完全湍流情況下L/D=2~5即可。