搅拌槽内非牛顿流体的微观混合特性

摘要

在直径为0.476 m的搅拌槽内,分别选用三窄叶翼型搅拌桨和标准六直叶涡轮搅拌桨,采用羟乙基纤维素(HEC)水溶液非牛顿流体作为工作体系,以改进的硫酸铜沉降反应与氯乙酸乙酯水解反应的平行竞争反应作为研究微观混合的反应工作体系,在质量分数为0.1%～0.5%的HEC水溶液中,排除硫酸铜副反应的影响,利用铜离子质量浓度与可见光吸光度的线性关系,考察了进料时间、搅拌转速、溶液黏度、流体的非牛顿性以及搅拌桨类型等因素对副产物收率(XQ)的影响规律.结果表明,当进料时间超过临界进料时间3 500 s后,XQ不再改变;随着搅拌转速的增加,XQ减小,但其减小的趋势逐渐变缓;在相同转速下,XQ随着流体黏度的增加而增加,但增加的趋势有所减缓;对于黏性流体不能仅仅采用雷诺数作为放大准则;在相同的能量耗散速率及桨叶区进料的情况下,Damkohler准数较大的标准六直叶涡轮搅拌桨的XQ较小.