液体搅拌设备的宏观混合和微观混合
混合搅拌两种或多种性状不同但能互溶的物料,其工作原理主要如下:首先是将各种物料破碎成块团(又称溶质团、浓度斑),然后彼此掺和起来。这些块团成不规格形态,其尺寸随搅拌过程的进行而被逐渐减小。同时,各种物料间的扩散会通过块团的边界进行。边界处的组成先发生变化,然后逐渐扩展至块团内部,较终达到物料之间分子级的混合。
搅拌液体需要达到的混合均匀状态,针对每种物料的标准都是不同的。所以,通常会有具体的混合指标。在搅拌作用下,达到的这个标准混合时间作为评价搅拌效果的指标。达到标准所需要混合的时间越短,说明搅拌机的相对混合性能就越好。
液体搅拌混合会要求桶内液体都能产生对流循环。为了能够快速混合,尽可能缩短搅拌的时间,会要求在搅拌作用下,加快液体对流循环速度。因此,需要搅拌器能够产生的液体循环流量要大。但是,这只是一个方面。因为根据大量的实践和研究证明,仅仅增加液体的循环量,未必能够使液体混合得好。毕竟,在液体循环时,内部混合还取决于液体湍流扩散的程度。所以,要到达液体的均匀混合标准,还需要要求搅拌器产生的液体湍流强度或剪切速率要大。
液体搅拌,如果不先打碎成小块团,形成大量接触面,扩散过程就会变得很缓慢;但没有扩散过程的话,即使长时间连续搅拌叶不能获得均匀的混合物。因此,破碎和扩散是整个均匀混合过程中两种不同性质的过程。前者使为了减少块团的尺寸,后者四消除混合物之间浓度上的差异,所以这两种需要用不同的物理量来描述,不能一概而论。