静态混合器介绍

一、概述
  静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备,其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态,以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。自70年代以来,静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工等行业得到应用,并取得良好的成果。
二、产品型号、规格表示方法
三、结构特点及混合原理
  静态混合器的混合过程是靠固定在管内的混合元件进行的,由于混合元件的作用,使流体时而左旋时而右旋,不断改变流动方向,不仅将中心液流推向周边,而且将周边液体推向中心,从而造成良好的径向混合效果。与此同时,流体自身的旋转作用在相邻元件连接处的界面上亦会发生,这种完善的径向环流混合作用,使流体在管子面上的温度梯度、速度梯度和质量梯度明显减少。
     
SV型
SX型
SL型
SH型
SK型
SY型
SD型
图一静态混合器单元结构类型
四、用途及技术性能
型 号
产品用途
技术性能
SV
适用于粘度≤102厘泊的液-液、液-气、气-气的混合乳化、反应、吸收、萃取、强化传热过程。dn≤3.5适用于粘度≤102厘泊清洁介质。dn≥5应用介质可伴有少量非粘结性杂质。 最高分散程度1~2mm液~液相不均匀度系数σx-2 ≤1-5%
SX
适用于粘度≤104厘泊的中高粘度液-液反应、混合、吸收过程或生产高物流体的混合反应过程,处理量较大时使用效果更佳。 混合不均匀度系数σx-2≤1-5%
SL
SY
适用于化工、石油、油脂等行业,粘度≤106厘泊或伴有高聚物介质的混合,同时进行传热、混合和传热反应的热交换、加热或冷却粘性产品等单元操作。 液-液、液-固相混合不均匀度系数σx-2 ≤1-5%
SH
适用于精细加工、塑料、合成纤维、矿冶等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程,对流量小、混合要求高的中高粘度(106厘泊)的清洁介质尤为适合。 最高分散程度1~2mm液~液相不均匀度系数σx-2 ≤1-5%
SK
SD
适用于化工、石油、制药、食品、精细加工、塑料、环保、合成纤维、矿业等部门的混合、反应、萃取、吸收、注塑、配色、传热等过程,对较小流量并伴有杂质或粘度106厘泊的高粘度介质尤为适合。 最高分散程度≤10mm液-液、液-固相不均匀度系数
σx-2 ≤1-5%
五、静态混合器压力降的计算
  SV、SX、SL、SY、静态混合压力降计算是以水力直径为基准。并考虑空隙率的摩擦系数的影响。
  1)△P=f.Pc/2ε2 . W2 .L/dn 2)Reε=dn.pc.W/u.e 3)W=Q/πD2.900 4)1kg(f)/cm2=98100N/m2
   △P阻力降(N/m2):f摩擦系数(无因次)  Pc流体密度(kg/m3):W流体线速度(m/S)
   L混合器长度(mm):dn水力直径(mm)    ε空隙率(无因次):u流全粘度Cp(厘泊)
   D管道内径(mm):Q流体流量(m3/h)
SV、SX、SL、SY型的雷诺数和摩擦系数的关系                      表2
 
TYPE
TYPE
SV-2.3型
TYPE
SV-3.5型
TYPE
SV5~30型
TYPE
SX型
TYPE
SV、SY型
层流区
范围
Reε<23
Reε<23
Reε<150
Reε<13
Reε<10
关系式
f=139/Reε
f=139/Reε
f=150/Reε
f=285/Reε
f=156/Reε
过渡流区
范围
23<Reε<150
23<Reε<150
-
13<Reε<70
10<Reε<100
关系式
f=23.1Reε-0.428
f=43.1Reε-0.631
-
f=74.1Reε-0.478
f=57.7Reε-0.568
湍流区
范围
150<Reε<2400
150<Reε<2400
Reε>150
70<Reε<2000
100<Reε<300
关系式
f=14.1Reε-0.329
f=10.7Reε-0.350
f=1.0
f=22.3Reε-0.194
f=10.8Reε-0.205
完全湍流区
范围
Reε>2400
Reε>2400
-
Reε>2000
Reε>300
关系式
f=1.09
f=0.702
-
f=5.11
f=2.10
压力损失计算实例
  假定:流体流量Q=144.35m3/h W=Q/πD2*900 =144.35/314*0.252*900 =0.817m/s
     流体密度Pc=897.6Kg/m3
     粘度u=28.3Cp Ree(雷诺数)=dh.Pc.W/U.ε=15*897.6*0.817/28.3*1.0 =388.7
     管道内径D=250mm 查表二得:Reε>150 f=1.0
     长度L=2500mm
     水力直径dn=15mm △P=ψ.Pc/2ε2 .W2.L/dn =1*897/62*0.81722×2500/15
               =49928N/m2=0.5Kg(f)/cm2
     空隙率ε=1.0
 
SH、SK、SD静态混合器压力降计算以混合器当量直径和内径D为基准的摩擦系数ψ来表示。
1)△P=f.Pc/2ε2.W2.L/D 2)Reε=dn.pc.W/u 3)W=Q/πD2*9004)1kg(f)/cm2=98100N/m2
 △P阻力降(N/m2):ψ摩擦系数(无因次) Pc流体密度(Kg/m3):W流体线速度(m/S)
 L混合器长度(mm):dn水力直径(mm) u流体粘度(Cp):流体流量(m3/h)
 D管道内径(mm):Ree雷诺数(无因次)
SH、SK、SD型的雷诺数Red和摩擦系数j的关系                  表3
   
TYPE SH型
TYPE SK、SD型
层流区
范围
Red<30
Red<23
关系式
ψ350/Red
ψ430/Red
过渡流区
范围
30<Red<320
23<Red<300
关系式
ψ=646Red-0.503
ψ=87.2Red-0.491
湍流区
范围
Red>320
300<Red<1100
关系式
ψ=80.1/Red-0.329
ψ=17.0/Red-0.205
完全湍流区
范围
-
Red>1100
关系式
-
ψ=2.53
压力损失计算实例
  假定:流体流量Q=144.35m3/h W=Q/πD2*900 =140/3.14*0.22*900 =1.24m/s
     流体密度Pc=897.6Kg/m3
     粘度u=28.3Cp Ree(雷诺数)=dh.Pc.W/M=100*800*1.24/28=3538
     管道内径D=250mm 查表二得:Reε>1100 ψ=2.53
     长度L=2500mm
     水力直径dn=15mm △P=ψ.Pc/2.W2.L/dn =2.53*800*1.24/2*2500/15=15560.5N/m2=0.16Kg(f)/cm2
     空隙率ε=1.0

100%(0)

100%(0)
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