论文部分内容阅读
本文以一种新型表面吸气式长短桨搅拌器LSB为研究对象,采用亚硫酸钠稳态法测量了搅拌釜内液相体积传质系数kLa,考察了实验操作参数(搅拌器浸没深度S、液位高度H和釜底间隙C)和搅拌器结构参数(长桨位置和长桨宽度WLB)对表面吸气临界转速Nc、釜内气泡分散状态、单位体积功率消耗P/V(或功率准数NP)和体积传质系数kLa的影响。研究表明,当长桨在外环且部分浸没时,搅拌器具有良好的吸气性能,表面吸气临界转速Nc维持在很低的1.5～2.0 rps之间,且Nc随着液位高度H/T和釜底间隙C/T的变化基本保持不变；功率准数NP随着搅拌转速N的增大而减小,单位体积功率消耗P/V对转速N的幂指数β都小于3 (P/V=αNβ),且随着H/T降低,β偏离3的程度越大；体积传质系数kLa在某一临界转速后,随着搅拌转速N的增大呈直线上升趋势,而且相较于安装位置固定的传统涡轮搅拌桨,随着液位高度H/T的增大,kLa值只出现小幅下降,特别适合于反应釜中反应液体积不断增大的气液两相反应过程。当长桨在内环或者长桨全部浸没时,搅拌器的吸气效率明显降低,相同转速下,釜内气含率明显低于长桨在外环且部分浸没时。长桨全部浸没时,随着浸没深度S的增大,表面吸气临界转速Nc快速增大；长桨在内环上时,表面吸气临界转速Nc比外环时大50%左右,在部分浸没时甚至出现了气泛现象。本文中还比较了LSB搅拌器长桨浸没前后和内外环上的气液体积传质系数kLa。发现长桨在外环和部分浸没时,体积传质系数kLa明显更高,同时发现在釜底间隙C/T=0.25时,具有最大的kLa值；并且给出了长桨在外环、部分浸没、釜底间隙C/T=0.25时体积传质系数的拟合方程。具体方程为：kLa=0.0346(P/V)1.596(H/T)-0.512 (C/T=0.25, WLB/T=0.05, P/V=0.5～6kW/m3)本文最后比较了不同长桨宽度(WLB/T=0.05,0.06,0.07)下的传质规律,发现WLB/T=0.06时,体积传质系数kLa对单位体积功率消耗P/V的幂指数β最大,且三组桨型幂指数β都远大于传统的涡轮式搅拌桨(β小于1)。