机械搅拌法简介

实验研究结果表明，采用机械搅拌法可以获得很高的剪切速率，有利于形成细小的球形微观结构，但是在搅拌腔体内部往往存在搅拌不到的死区，影响浆料的均匀性，而且存在搅拌叶片的腐蚀问题以及它对半固态金属浆料的污染问题。

机械搅拌法制备的半固态金属浆料的固相百分比一般在30%~60%之间。低于30%时，破碎的树枝状晶粒在后续的凝固过程中会产生粗化，倾向于向枝晶发展; 而高于60%时，浆料黏度过高，浸人半固态浆料的搅拌器有停止和破损的危险。机械搅拌法还存在搅拌操作困难，生产效率低的缺点。

目前，机械搅拌的研究重点是改进搅拌器结构，以改善浆液的搅拌效果，比如采用螺旋式搅拌器制备半固态浆料，可强化桶内金属液的整体流动强度，并使金属液产生向下的压力，促进浇注，提高生产效率和坯料的质量。2100433B

机械搅拌机旋桨式搅拌机

由2～3片推进式螺旋桨叶构成(图2)，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。

机械搅拌机涡轮式搅拌机

由在水平圆盘上安装2～4片平直的或弯曲的叶片所构成（图3）。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。

机械搅拌机桨式搅拌机

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（图4）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。

机械搅拌机锚式搅拌机

桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致（图5），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。

机械搅拌机螺带式搅拌机

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。

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。

它是借搅拌涡轮输入混合以及相际传质所需要的功率。这种反应器的适应性最强，从牛顿型流体直到非牛顿型的丝状菌发酵液，都能根据实际情况和需要，为之提供较高的传质速率和必要的混合速度。缺点是机械搅拌器的驱动功率较高，一般(2-4)kw/m3，这对大型的反应器来说是个巨大负担。