第五章 液体搅拌与气液混合
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第一章流体流动质点含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察,描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。
欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。
定态流动流场中各点流体的速度u 、压强p不随时间而变化。
轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果。
流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果。
系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。
控制体是采用欧拉法考察流体的。
理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零。
粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。
通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主。
气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主。
总势能流体的压强能与位能之和。
可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。
有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体。
伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。
平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原那么的。
动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。
均匀分布同一横截面上流体速度相同。
均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度, 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。
层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。
稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反响。
定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。
边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。
边界层别离现象在逆压强梯度下,因外层流体的动量来不及传给边界层,而形成边界层脱体的现象。
液体混合操作流程
本文档旨在提供一份液体混合操作流程的简要指南。
以下是液体混合的基本步骤:
1. 准备工作
- 确定混合的液体种类和数量
- 准备所需的和工具
- 根据需要准备混合液的配方
2. 安全操作
- 戴上适当的个人防护装备,如手套和护目镜
- 确保操作区域通风良好
- 遵循液体处理和废弃物处理的正确程序
3. 混合液体
- 将所需液体按照配方比例倒入准备好的中
- 使用工具(如搅拌棒或磁力搅拌器)搅拌混合液
- 根据需要调整搅拌速度和时间,确保液体充分混合均匀
4.存储和处理混合液
- 根据混合液的性质和用途,选择合适的进行存储
- 确保密封良好,避免液体泄漏或污染
- 按照相关法规和规定,进行合理的废弃物处理
请注意,本文档提供的操作流程仅供参考,并不代表具体实施时的法律依据。
在操作中,请始终遵循相关安全规定,并根据实际情况进行适当调整。
如需进一步的指导,请咨询相关专业人士。
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注意:本回答仅供参考,具体操作请遵循实验室的相关规章制度。
气液混合器的工作原理是什么?
气液混合器是一种用于将气体和液体混合的装置,常用于化工、制药、食品加工等领域。
通过扩散和湍流两个过程实现气体和液体的混合。
合理设计结构、增大接触面积、控制流动条件以及使用辅助设备等措施都可以提高混合效果,满足工业生产中对气液混合的需求。
其工作原理主要涉及两个过程:扩散和湍流。
扩散:当气体和液体接触时,由于存在浓度差异,会发生扩散现象。
扩散是指分子从高浓度区域向低浓度区域的运动。
在气液混合器中,气体分子会向液体中扩散,液体分子也会向气体中扩散,从而实现两者之间的质量传递。
湍流:湍流是指在流体中存在的无规则、混乱的运动。
当气体和液体通过混合器时,它们会受到搅拌或引流装置的作用,产生湍流现象。
湍流可以增加气体和液体之间的接触面积,促进质量传递和混合效果。
在气液混合器中,为了提高混合效果,通常采取以下措施:
设计合理的结构:结构设计应考虑气体和液体的相对速度、流动方向和流体特性等因素。
常见的混合器结构包括喷嘴、旋流器、搅拌器等。
增大接触面积:通过增大气体和液体之间的接触面积,可以促进扩散和湍流的发生。
常见的方法包括采用多孔板、填料或薄膜等材料,使气体和液体在其表面上形成薄膜状,增加相互接触的机会。
控制流动条件:流速、压力和温度等参数对气液混合过程有重要影响。
适当调整这些参数,可以改变混合过程中的质量传递速率和效果。
使用辅助设备:为了增强混合效果,还可以使用辅助设备,如气泡发生器、超声波装置等。
它们可以进一步提高气体和液体之间的接触和混合程度。
第三章液体的搅拌第一节概述化工生产中经常需要进行液体的搅拌,其目的大致可分为:一、加快互溶液体的混合;二、使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中;三、使气体以气泡的形式分散于液体中;四、使固体颗粒在液体中悬浮;五、加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
合,形成具有某种均匀程度的混合物的缘故。
实际操作中,一个搅拌器常常可同时起到几种作用。
例如,在气液相催化反应器中,搅拌既使固体颗粒催化剂在液体中悬浮,又使气体以小气泡形式均匀地在液体中分散,大大加快了传质和反应。
与此同时,亦强化了反应热的传递过程。
在工业上达到以上目的最常用的方法是机械搅拌。
机械搅拌的装置如图3-1所示,它由搅拌釜、搅拌器和若干附件所组成。
工业上常用的搅拌釜是一个圆筒形容器,其底部侧壁的结合处应以圆角过渡,以消除流动不易到达的死区。
搅拌釜装有一定高度的液体。
图3-1 机械搅拌的装置简图搅拌器由电机直接或通过减速装置传动,在液体中作旋转运动,其1-搅拌釜;2-搅拌器;3-加料管;4-电机作用类似于泵的叶轮,向液体提供能量,促使液体在搅拌釜中作某5-减速器;6-温度计套管;7-挡板;8-轴种循环流动。
3-1-1搅拌器的类型针对不同的物料系统和不同的搅拌目的,搅拌器的结构型式很多,表3-1列出了几种常用的结构型式。
表3-1所列的各种搅拌器,按工作原理可分为两大类。
一类是以旋桨式为代表,其工作原理与轴流泵叶轮相同,具有流量大,压头低的特点,液体在搅拌釜内主要作轴向和切向运动;另一类以涡轮式为代表,其工作原理则与离心泵叶轮相似,液体在搅拌釜内主要作径向和切向运动,与旋桨式相比具有流量较小、压头较高的特点。
平直叶桨式搅拌器的工作原理与涡轮式相近。
它的叶片较长,通常为2叶,转速较慢,液体的径向速度较小,产生的压头较低。
折叶桨式搅拌器的工作原理则与旋桨式相近,可产生轴向液流。
锚式和框式搅拌器实际上是桨式搅拌器的变型。
它们的旋转半径更大(仅略小于釜内径),转速更低,产生的压头也更小,但叶片搅动的范围很大。
化工单元培训教案——液体搅拌授课人:朱艳娜一、搅拌的作用在化工生产中,除了需要输送液体的机械外,还需要迫使液体在容器内部流动,以促使其中的各组分相互分散混合的机械。
这种机械称为搅拌器,而且搅拌器把能量加给液体迫使其流动的操作称为液体的搅拌。
液体搅拌的作用,大致有以下三方面。
1.强化物质的传递,增加化学反应速度。
搅拌可以使液体物料互相掺和,充分接触,从而提高传质速率和反应速率。
2.强化传热过程,防止局部过热或过冷现场的产生。
3.有效地制备混合物。
搅拌可以使两种或多种的互溶液体组成混合液,也可以使不互溶的液体达到混合均匀,也可以使液体和固体颗粒制成悬浮液和乳浊液。
二、搅拌器搅拌器的类型有多种,这里只介绍机械搅拌器和气流搅拌器。
1、机械搅拌器机械搅拌器一般由一根在电机带动下的中心轴(搅拌轴)和安装在轴上的推动器(叶轮)组成。
由于推动器型式很多,搅拌器的类型也就多。
(1)旋桨式搅拌器其结果类似于飞机的螺旋桨,由2~3片推进式螺旋桨叶固定在转轴上而制成的。
旋桨叶直径一般为容器的1/2.5~1/4,转速每分钟在数百转至上千转之间,叶片端部线速度可达5~15m/s,适用于低粘度液体的搅拌。
旋桨式搅拌器造成的湍动程度不高,但循环量大,特别适用于要求容器上下均匀的场合。
其缺点是由于切向分速度的影响,液体在容器内做圆周运动,各层之间无相对运动,不能实现有效的分散。
而当液体中有固体颗粒时,它将被抛向器壁并沉到釜底,起到与分散相反的作用。
另外在离心力的作用下,液体表面出现下凹现象,转速越高,越严重,以致有可能使桨叶中心部分暴露在空气中,将空气卷入,破坏正常操作。
(2)涡轮式搅拌器由若干个轮片构成的涡轮安装在轴上而组成的搅拌器。
涡轮式搅拌器通常由六片桨叶组成,桨叶可以做成四种类型。
叶轮直径一般为容器直径的1/3~1/2,转速较高,端部的圆周速度可达3~8m/s。
涡轮式搅拌器的分散作用比旋桨式要好,适用于低粘度和中粘度,并要求微观均匀的搅拌过程。
化工原理液体搅拌液体搅拌是化工生产过程中常见的操作步骤之一,其目的是通过搅拌设备将液体中的各组分充分混合,确保反应、溶解、传质等过程得以顺利进行。
液体搅拌的质量直接影响到产品的制备效果和产能,因此在化工原理中对液体搅拌进行研究具有重要的意义。
液体搅拌的原理根据流体力学中的连续介质力学理论,即通过将搅拌器激发的动力作用于液体中的单位体积,从而形成流体动能,使其通过剪切、挤压和对流等方式传递给整个搅拌液体。
根据不同的搅拌目的和工艺要求,液体搅拌又可分为搅拌均匀、高剪切搅拌等。
在具体的液体搅拌过程中,根据特定的工艺要求选择合适的搅拌器是至关重要的。
常用的搅拌器有机械搅拌器、喷淋搅拌器、涡流搅拌器等。
不同的搅拌器具有不同的工作原理和搅拌效果,可以满足不同工艺条件下的搅拌需求。
液体搅拌的过程中还要考虑到液体的流变性质和物理化学特性。
例如,高黏度液体的搅拌需要更强的动力输入和更合适的搅拌器选择。
另外,液体搅拌还涉及到传热、传质等过程,因此需要考虑传质的速率、温度变化等因素对搅拌的影响。
通过合理的搅拌工艺可以改善反应速率、提高混合均匀度和溶解度等,从而提高生产效率和产品质量。
在实际应用中,可以通过调整搅拌速度、搅拌时间、搅拌器间距等参数来控制搅拌效果。
此外,液体搅拌也需要注意防止气泡的产生和悬浮物的沉积,以确保搅拌效果的稳定和可靠。
总之,液体搅拌在化工生产中发挥着重要作用。
通过合理的搅拌工艺和设备选择,可以实现液体的均匀混合及反应、溶解、传质等过程的顺利进行,提高生产效率和产品质量。
然而,液体搅拌的研究仍然是一个复杂的课题,需要进一步的理论探索和实验验证,以适应不断发展的化工工艺需求。