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搅拌反应釜的搅拌杆(搅拌桨/搅拌器)的种类繁多,其设计直接影响混合效率、传质传热效果以及反应结果。以下是常见的搅拌杆类型及其适用场景:
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### **1. 桨式搅拌(Paddle Stirrer)**
- **结构**:简单的平桨或斜桨叶片(通常2~4片)。
- **特点**:
- 低速运转,剪切力较弱。
- 适合低粘度液体(如水、稀溶液)的混合或悬浮固体。
- **变种**:
- **斜桨式**:倾斜叶片可增强轴向流动。
- **框式搅拌**:多桨组合,用于高粘度流体或刮壁需求。
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### **2. 推进式搅拌(Propeller Stirrer)**
- **结构**:类似船舶螺旋桨(3~4片螺旋叶片)。
- **特点**:
- 高速运转,产生强轴向流动。
- 适合低~中粘度液体的快速混合(如均相反应、传热)。
- **缺点**:对高粘度流体效果差。
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### **3. 涡轮式搅拌(Turbine Stirrer)**
- **结构**:多片径向或轴向弯曲叶片(类似风扇)。
- **径向涡轮**(如Rushton涡轮):强剪切力,适合气-液分散(如发酵罐)。
- **轴向涡轮**:增强轴向流动,兼顾混合与剪切。
- **应用**:高剪切需求反应(如乳化、气体溶解)。
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### **4. 锚式搅拌(Anchor Stirrer)**
- **结构**:形状与釜底轮廓匹配(如U形或环形)。
- **特点**:
- 贴近釜壁,防止结垢或局部过热。
- 适合高粘度流体(如聚合物熔体、膏状物)。
- **缺点**:混合效率较低,需低速运行。
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### **5. 螺带式搅拌(Helical Ribbon Stirrer)**
- **结构**:螺旋状带状叶片,与釜壁间隙小。
- **特点**:
- 强轴向流动,高效混合高粘度流体(>10,000 cP)。
- 适合粘稠物料(如涂料、树脂合成)。
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### **6. 分散盘搅拌(Dissolving Disc Stirrer)**
- **结构**:带锯齿的圆盘或叶片。
- **特点**:
- 剪切力,快速破碎颗粒或液滴。
- 用于乳化、纳米材料制备或固液分散。
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### **7. 磁力搅拌(Magnetic Stirrer)**
- **结构**:聚四氟乙烯(PTFE)包覆的磁子。
- **特点**:
- 无需机械密封,适合小型反应釜或密闭系统。
- 限于低粘度液体和小规模实验。
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### **8. 组合式搅拌**
- **例**:
- **涡轮+锚式**:兼顾高剪切与整体混合。
- **多层搅拌**:不同桨型组合(如上层推进式+下层涡轮式),用于复杂反应。
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### **选择要点**
1. **粘度**:
- 低粘度(<100 cP):推进式、涡轮式。
- 高粘度(>1,000 cP):锚式、螺带式。
2. **反应类型**:
- 气-液反应:径向涡轮。
- 固-液悬浮:斜桨或推进式。
3. **剪切需求**:高剪切选涡轮或分散盘,低剪切选桨式。
4. **密封要求**:高压/无泄漏时优先磁力搅拌。
**提示**:搅拌速度、桨叶直径与釜径比例(通常1/3~1/2)也需优化,以平衡能耗与效果!
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