靜態混合器在基本工藝流程中的組合方法見下圖所示的兩種類型。在實際應用中往往將多種基本流程組合在一起使用。兩種液體匯合部位的結構,應根據液體的粘度、密度、混合比、互溶性等來確定。尤其當兩種液體一接觸就反應或凝膠而相變時,更要注意匯合部位的結構、流速以及混合器的選擇。
1層流的混合
經靜態混合器混合后的流體的混合形態,與經具有傳動部件的混合機或攪拌機混合的混合形態有明顯的差別。圖二表示采用靜態混合器混合兩種流體是產生的典型層流混合狀態。混合狀態由條帶狀變為連續的或不連續的線狀及粒子狀,而狀態的變化取決于流體混合時的雷諾數和韋伯數。例如:當流速、粘度、混合器直徑一定時,如果流體間表面張力大,流體的混合形態則從條帶狀轉向線狀,進而變化到粒子狀。
混合器的單元數和直徑隨流體的性質(粘度、互溶性、密度)、混合比、希望達到的混合狀態、接觸面上液體的結構變化等而不同,可通過試驗和經驗來確定。通常基于雷諾數并經試驗確定混合器的放大倍數。但當雷諾數Re<100(嚴格地說在1以下)時,混合程度、混合狀態與雷諾數無關,只取決于混合器的單元數。因此,只要混合統一流體,不論其流速和混合器直徑多大,經試驗確定的單元數都適用。混合器管內流速越大,混合效果越好。但流速太大,壓力損失增加,提高了加壓泵的揚程,能耗多。因此選定流速有一個較優的范圍。
2湍流混合
適合于湍流混合的靜態混合器采用的是扭曲葉片的形式。其理由是,隨著流速的增大,在流動的斷面方向會產生很多激烈的渦流和很強的剪切力。由于這種強大的剪切力的存在,故可有效地發生氣液、液液、固液等的分散及液液、固液的溶解。