搅拌器主要有下列几种:
①旋桨式搅拌器由2~3片推进式螺旋桨叶构成,工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5~15m/s。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流,产生较大的循环量,适用于搅拌低粘度(<2Pa·s)液体、乳浊液及固体微粒含量低于10%的悬浮液。搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内,此时液流的循环回路不对称,可增加湍动,防止液面凹陷。
②涡轮式搅拌器由在水平圆盘上安装2~4片平直的或弯曲的叶片所构成。桨叶的外径、宽度与高度的比例,一般为20:5:4,圆周速度一般为3~8m/s。涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动,适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应过程。被搅拌液体的粘度一般不超过25Pa·s。
③桨式搅拌器有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为4~10,圆周速度为1.5~3m/s,所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°,因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单,常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。
④锚式搅拌器桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致,其间仅有很小间隙,可清除附在槽壁上的粘性反应产物或堆积于槽底的固体物,保持较好的传热效果。桨叶外缘的圆周速度为0.5~1.5m/s,可用于搅拌粘度高达200Pa·s的牛顿型流体和拟塑性流体(见粘性流体流动)。唯搅拌高粘度液体时,液层中有较大的停滞区。
⑤螺带式搅拌器螺带的外径与螺距相等,专门用于搅拌高粘度液体(200~500Pa·s) 及拟塑性流体,通常在层流状态下操作。
⑥磁力搅拌器Corning数字式加热器带有一个闭路旋钮来监控与调节搅拌速度。微处理器自动调节马达动力去适应水质、粘性溶液与半固体溶液。
⑦磁力加热搅拌器Corning数字式加热搅拌器带有可选的外部温度控制器(Cat.No.6795PR),他们还可以监控与控制容器中的温度。
搅拌器向液体输出的功率P,按下式计算:P=Kd
5N
3p式中K为功率准数,它是搅拌雷诺数Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函数;d和N分别为搅拌器的直径和转速;ρ和μ分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定,将这函数关系绘成曲线,称为功率曲线。搅拌器的类型、尺寸及转速,对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来,涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利,而旋桨式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说,在功率消耗相同的条件下,大直径、低转速的搅拌器,功率主要消耗于总体流动,有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器,功率主要消耗于湍流脉动,有利于微观混合。搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题,至今只能通过逐级经验放大,根据取得的放大判据,外推至工业规模。