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氣-液分撒狀態(tài)和臨界分散轉(zhuǎn)速
日期：2024-10-25 10:09
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摘要：
氣-液分撒狀態(tài)和臨界分散轉(zhuǎn)速
攪拌設(shè)備中氣-液分散狀態(tài) 在氣-液攪拌設(shè)備中，氣體以小氣泡的形式分撒在液體中，隨攪拌轉(zhuǎn)速和通氣速率的變化，分散狀態(tài)發(fā)生變化。可分為三個(gè)狀態(tài)：
1）氣泛狀態(tài)（Flooding） 此時(shí)大部分氣體未得到分散，氣泡很大，沿?cái)嚢栎S直接上到液面，相當(dāng)于鼓泡釜。
2）載氣狀態(tài)（Loading）氣體基本上得到分撒，氣泡可到達(dá)釜壁，但分布器以下分**，氣泡僅能隨液流有限的再循環(huán)。該狀態(tài)與氣泛狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)變存一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，稱為泛點(diǎn)轉(zhuǎn)速，通常它隨通氣速率的增大而增大。
3）完全分散狀態(tài)（CompleteDispersion）氣體在設(shè)備內(nèi)得到良好的分散，氣泡較小往往隨著液體再循環(huán)，該狀態(tài)與載氣狀態(tài)的轉(zhuǎn)變也有一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速稱完全分散轉(zhuǎn)速。由于載氣狀態(tài)的操作條件比較窄，工程中一部嚴(yán)格區(qū)分這兩個(gè)臨界轉(zhuǎn)速。
當(dāng)攪拌速度一定，通氣速率增加時(shí)，氣-液分散狀態(tài)的變化仍可用圖表示，只是序與上訴相反，即隨通氣速率增加。
氣泛現(xiàn)象是氣-液混合設(shè)備的一個(gè)特征屬性，往往發(fā)生在通氣速率較大，攪拌器轉(zhuǎn)速高的情況下。氣泛現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，含氣率和相界面都很小，嚴(yán)重限制了相際傳質(zhì)和反應(yīng)速率的高。為此，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)把攪拌轉(zhuǎn)速控制在泛點(diǎn)轉(zhuǎn)速之上。
對(duì)于氣-液過程，功率輸入、流動(dòng)區(qū)、界面積、質(zhì)量傳遞系數(shù)是重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。其中，面積是傳遞能夠發(fā)生的基礎(chǔ)，而質(zhì)量傳遞則是決定過程能否達(dá)到目標(biāo)的關(guān)鍵，通常界面積產(chǎn)生要求足夠的功率輸入，氣-液分撒有很多種。
各操作體系中，噴射操作和氣泡塔所需要的功率*小；鼓泡釜的功率*高；導(dǎo)流筒攪拌釜?jiǎng)t需要比較高的功率；而靜態(tài)混合器和離心由于可以被用作氣-液接器和反應(yīng)器，也需要較高的功率。同時(shí)，鼓泡釜中的氣-液接觸通常提供較高的氣-液面和質(zhì)量傳遞系數(shù)。
對(duì)于氣-液操作，攪拌器設(shè)計(jì)的一些基本原則是：為了防止氣體短路，攪拌器通常采中間有水平圓盤的。需要注意的是，雖然攪拌作用產(chǎn)生的低壓漩渦會(huì)吸入氣體，但是當(dāng)氣體量達(dá)到一定程度時(shí)，也會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，從而使攪拌的作用大大下降。
攪拌器的氣體處理能力與攪拌器的葉片有關(guān)，葉片數(shù)越多，處**體的能力越大。盤形的氣體分散攪拌器是帶有六片盤形渦輪，為*傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是累積了多年經(jīng)驗(yàn)而形成的。
攪拌設(shè)備中氣-液分散狀態(tài) 在氣-液攪拌設(shè)備中，氣體以小氣泡的形式分撒在液體中，隨攪拌轉(zhuǎn)速和通氣速率的變化，分散狀態(tài)發(fā)生變化。可分為三個(gè)狀態(tài)：
1）氣泛狀態(tài)（Flooding） 此時(shí)大部分氣體未得到分散，氣泡很大，沿?cái)嚢栎S直接上到液面，相當(dāng)于鼓泡釜。
2）載氣狀態(tài)（Loading）氣體基本上得到分撒，氣泡可到達(dá)釜壁，但分布器以下分**，氣泡僅能隨液流有限的再循環(huán)。該狀態(tài)與氣泛狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)變存一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，稱為泛點(diǎn)轉(zhuǎn)速，通常它隨通氣速率的增大而增大。
3）完全分散狀態(tài)（CompleteDispersion）氣體在設(shè)備內(nèi)得到良好的分散，氣泡較小往往隨著液體再循環(huán)，該狀態(tài)與載氣狀態(tài)的轉(zhuǎn)變也有一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速稱完全分散轉(zhuǎn)速。由于載氣狀態(tài)的操作條件比較窄，工程中一部嚴(yán)格區(qū)分這兩個(gè)臨界轉(zhuǎn)速。
當(dāng)攪拌速度一定，通氣速率增加時(shí)，氣-液分散狀態(tài)的變化仍可用圖表示，只是序與上訴相反，即隨通氣速率增加。
氣泛現(xiàn)象是氣-液混合設(shè)備的一個(gè)特征屬性，往往發(fā)生在通氣速率較大，攪拌器轉(zhuǎn)速高的情況下。氣泛現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，含氣率和相界面都很小，嚴(yán)重限制了相際傳質(zhì)和反應(yīng)速率的高。為此，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)把攪拌轉(zhuǎn)速控制在泛點(diǎn)轉(zhuǎn)速之上。
對(duì)于氣-液過程，功率輸入、流動(dòng)區(qū)、界面積、質(zhì)量傳遞系數(shù)是重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。其中，面積是傳遞能夠發(fā)生的基礎(chǔ)，而質(zhì)量傳遞則是決定過程能否達(dá)到目標(biāo)的關(guān)鍵，通常界面積產(chǎn)生要求足夠的功率輸入，氣-液分撒有很多種。
各操作體系中，噴射操作和氣泡塔所需要的功率*小；鼓泡釜的功率*高；導(dǎo)流筒攪拌釜?jiǎng)t需要比較高的功率；而靜態(tài)混合器和離心由于可以被用作氣-液接器和反應(yīng)器，也需要較高的功率。同時(shí)，鼓泡釜中的氣-液接觸通常提供較高的氣-液面和質(zhì)量傳遞系數(shù)。
對(duì)于氣-液操作，攪拌器設(shè)計(jì)的一些基本原則是：為了防止氣體短路，攪拌器通常采中間有水平圓盤的。需要注意的是，雖然攪拌作用產(chǎn)生的低壓漩渦會(huì)吸入氣體，但是當(dāng)氣體量達(dá)到一定程度時(shí)，也會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，從而使攪拌的作用大大下降。
攪拌器的氣體處理能力與攪拌器的葉片有關(guān)，葉片數(shù)越多，處**體的能力越大。盤形的氣體分散攪拌器是帶有六片盤形渦輪，為*傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是累積了多年經(jīng)驗(yàn)而形成的。