化工行業(yè)常用攪拌器研究熱點(diǎn)研究熱點(diǎn)攪拌器

化工 行業(yè) 常用 攪拌 器 研究熱點(diǎn) 陳俊英，李紅偉 （鄭州大學(xué)化學(xué)工程與能源學(xué)院，河南 鄭州 450001） 摘 要 本文歸納了近 幾 年來(lái)化工行業(yè)常用攪拌器的研究熱點(diǎn) ， 分析了攪拌器發(fā)展的多樣性。 將攪拌器的研究熱點(diǎn)總結(jié)為八個(gè)方面：攪拌器的大型化、微型化、連續(xù)化、數(shù)值模擬、智能化、節(jié)能化、高黏度化和反求工程。分析各個(gè)研究熱點(diǎn)的優(yōu)越性， 提出 尚待 解決的問(wèn)題，并瞻望了攪拌器未來(lái)的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞 攪拌器 ； 混合器 ； 化工 Study on the Research Hotspots of Mixer in Chemical Industry CHEN Junying, LI Hongwei (School of chemical engineering and energy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan, China) Abstract This paper generalizes the research hotspots of mixer in chemical industry and analyses the diversity of agitator development. The research hotspots of mixer in chemical industry are summed up as eight aspects: large-scale, micro-scale, becoming continuous, numerical simulation, intelligent, energy-saving, getting high viscosity and reverse engineering. The advantages of each research hotspot are analyzed, the problems that need to be solved are proposed, and the development directions of mixer are highlighted in this paper. Key words Agitator； Mixer； Chemical 攪拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍很廣，尤其在化工生產(chǎn)中，幾乎所有的化工部門或多或少的都存在著攪拌操作。甚至在近些年來(lái)高速發(fā)展的高 分子工業(yè)中，作為生產(chǎn)高分子材料的核心設(shè)備的聚合反應(yīng)器中 90%是攪拌設(shè)備。 攪拌操作 作為過(guò)程工業(yè)的基本單元操作 是化工反應(yīng)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，其原理涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)等多種過(guò)程，攪拌過(guò)程就是在流動(dòng)場(chǎng)中進(jìn)行動(dòng)量傳遞或是包括動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞及化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。 攪拌器 就 是利用攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)向釜內(nèi)流體輸入機(jī)械能 從而 使流體獲得適宜的流動(dòng)場(chǎng)的機(jī)械裝置 12。 攪拌設(shè)備歷史悠久，應(yīng)用范圍廣泛。但是 針 對(duì)攪拌操作的研究卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。攪拌操作所涉及的因素極為復(fù)雜：攪拌的物料的物性千差萬(wàn)別，攪拌的目的也不盡相同，攪拌設(shè) 備形式多種多樣，再加上物料 在攪拌設(shè)備內(nèi)部流動(dòng)極其復(fù)雜，如何合理正確的設(shè)計(jì)以及選擇攪拌器都沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)密的理論指導(dǎo)，仍在很大程度上依賴于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 。 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化工、醫(yī)藥以及石油等各個(gè)行業(yè)對(duì)攪拌操作的要求 越來(lái)越高，攪拌的物料也呈現(xiàn)出復(fù)雜性 ，不再是低粘度的牛頓流體，高黏度、變黏度的流體也經(jīng)常碰到 。 在化工行業(yè)中， 陳俊英 (1972-),女，博士，副教授， 主要從事生化設(shè)備強(qiáng)化及可再生能源方面的研究。 聯(lián)系人：陳俊英 E-mail： 聯(lián)系電話：常見(jiàn)的攪拌形式是機(jī)械攪拌、噴射攪拌以及氣流攪拌等，由于機(jī)械攪拌在化工行業(yè)中仍舊占據(jù)著重要的地位，因而 本文 主要 對(duì) 近 幾年來(lái) 機(jī)械 攪拌器的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了分析、歸納，介紹了部分研究成果，并提出研究尚不充分的問(wèn)題， 為進(jìn)一步研究提供參考。 1 攪拌器的 研究熱點(diǎn) 1.1 大型化 攪拌器在服從系列化和多樣化的同時(shí)也日趨大型化 。 例如 PVC、乙烯、聚醚、 順丁橡膠等裝置中使用的攪拌反應(yīng)釜容積都已經(jīng)達(dá)到 70m3以上， 我 國(guó)國(guó)內(nèi)研制的年產(chǎn) 40萬(wàn)噸的關(guān)鍵設(shè)備 PVC聚合釜 (LF135聚合釜 )的容積已經(jīng)達(dá)到了 135m3， 這也是目前亞洲地區(qū)投入的最大的容積的聚合釜 34， 國(guó)內(nèi)其他 化工行業(yè)大型生產(chǎn)裝置的反應(yīng)釜容積已經(jīng)達(dá)到 200m3左右 ，而在 發(fā)酵工程中，發(fā)酵罐體積已經(jīng)達(dá)到了 350m3。而根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，外國(guó)的大型化攪拌器已經(jīng)達(dá)到 1000m3以上 5。 采用大型化的攪拌器具有非常多的優(yōu)點(diǎn)： 可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和均一性，可以減少裝置的占地面積，降低裝置建設(shè)投資，降低裝置的生產(chǎn)管理和維修費(fèi)用，同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 但是，設(shè)備的大型化過(guò)程 對(duì) 科研與設(shè)計(jì)單位提出了更高的要求，即如何把基礎(chǔ)研究的結(jié)果、單元操作的有關(guān)理論與具體工藝過(guò)程的要求有機(jī)的結(jié)合起來(lái) 6。 例如：大型攪拌器的壁厚比較厚，如何更 好的解決傳熱問(wèn)題？大型攪拌器 的攪拌軸一般比較長(zhǎng) ， 攪拌軸承受的扭矩也更大，這不僅 對(duì)攪拌器 生產(chǎn)提出了更高的要求，也對(duì)攪拌器 的安裝精度 提出了更高的要求。 1.2 微型化 和集成化 隨著納米材料以及微機(jī)電系統(tǒng) (Micro-Electro-Mechanical Systems,簡(jiǎn)稱 MEMS)的迅速 發(fā)展，微型化和集成化成為化工技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向 ，我國(guó)微化工技術(shù)起源于 2000年，經(jīng)歷十年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成就 。微混合器作為微化工 關(guān)鍵 設(shè)備之一，由于其獨(dú)特的優(yōu)越性成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。 微混合器可以 根據(jù)有無(wú)外界驅(qū)動(dòng)力 分為 主動(dòng) 式微混合器和 被動(dòng) 式微混合器。 主動(dòng)式混合器主要是利用外場(chǎng)的作用產(chǎn)生液體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行混合， 例如 微流體超聲波混合器、磁力攪拌微混合器、動(dòng)電式 微 混合器、壓力擾動(dòng)式 微 混合器 、電滲流微混合器等等 79。 被動(dòng)式混合器 主要依靠管道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和形狀，盡可能增大混合面積以達(dá)到增強(qiáng)混合的效果， 近年發(fā)展出來(lái)的微混合器主要有混沌微混合器、T型微混合器、靜態(tài)微混合器 、分流微混合器 等等 1013。 微混合器具有許多優(yōu)點(diǎn)： 具有非常大的面容比 ， 具有非常高的傳熱傳質(zhì)系數(shù)， 可大幅度提高反應(yīng)過(guò)程中資源和能量的利用效率 ，同時(shí)體現(xiàn)出更高的選擇性，具有更高的安全性，并且易于控制，可以實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的連續(xù)和高度集成、分散和柔性生產(chǎn) ,并具有易于放大等優(yōu)點(diǎn) 14。 國(guó) 內(nèi)外近年來(lái)的研究熱點(diǎn)主要集中在微混合器加工技術(shù) 、 研究流體流動(dòng) 以及混合機(jī)理 、研究微混合器的性能 以及壓力降 、 利用 CFD進(jìn)行模擬 等方面， 但是 由于微尺度理論和技術(shù)都不完善，因此微混合器的 發(fā)展仍舊不成熟 1519。 現(xiàn)在微混合器工業(yè) 化還是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)槲⒒旌掀鞯奶幚砟芰Ρ容^ 低 ， 要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模就必須對(duì)微混合器進(jìn)行放大，如果單單利用微混合器數(shù)量的疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)放大，那么其檢測(cè)和控制的難度將大大增加， 對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)來(lái)說(shuō)成本相對(duì)比較高 20。微混合器還有一個(gè)缺點(diǎn)就是管道容易堵塞， 微混合器現(xiàn)在只能處理相對(duì)潔凈的物料，而對(duì)于有顆粒產(chǎn)生的物料則非常容易堵塞，其清理過(guò)程非常復(fù)雜 21。相信 在今后幾年， 微混合器的研究重點(diǎn)將集中在 微混合器與其他單元過(guò)程的集成，微混合器的放大 、 工業(yè)化應(yīng)用以及開(kāi)發(fā)新型清潔的微混合器 等方面。 1.3 連續(xù)化 傳統(tǒng)意義的攪拌器 在生產(chǎn)的過(guò)程中往往不能連續(xù)生產(chǎn)，在攪拌操作結(jié)束之后就要停止攪拌進(jìn)行卸料，然后重新進(jìn)行裝料進(jìn)行生產(chǎn) ， 這種攪拌方式嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率 。 尤其 對(duì)于懸浮液和乳濁液來(lái)說(shuō)，在停止攪拌后 會(huì)出現(xiàn) 沉淀和分層， 從而 影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 因而近年來(lái)如何實(shí)現(xiàn)攪拌器的連續(xù)化生產(chǎn)也是攪拌器的研究熱點(diǎn)之一。 實(shí)現(xiàn) 攪拌器的連續(xù)化 操作 具有很多優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)于批量攪拌可以 減少勞動(dòng)力， 提高攪拌效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于自動(dòng)化控制等等 22。 現(xiàn)在常用的連續(xù)攪拌器是將需要混合的物料以穩(wěn)定的流速流入攪拌器 ，攪拌器中 的物料以同樣穩(wěn)定的流速流出攪拌器 。物料的混合是通過(guò)攪拌器強(qiáng)烈的攪拌作用，在很短的時(shí)間內(nèi)使物料達(dá)到均勻混合，這種連續(xù)攪拌 的 方式主要適用于低粘度流體，而對(duì)于高粘度流體則不很適用 。 在高粘度流體的攪拌操作中常采用互換容器的方法實(shí)現(xiàn)半連續(xù)化生產(chǎn) 6，但需要設(shè)立多個(gè)攪拌罐，初期投資比較大。 連續(xù) 化 攪拌器的控制是一個(gè)難點(diǎn)，近年來(lái)的研究 主要 集中在自動(dòng)化控制 以及數(shù)值模擬上 2325。 近些年來(lái)發(fā)展出了很多可行的控制方案，基本可以滿足生產(chǎn)過(guò)程的基本需求，但是仍舊有許多不足，相信隨著電腦的發(fā)展以及新控制方案的提出，連續(xù)攪拌的自動(dòng)化控制水平會(huì)越來(lái)越高。 所以攪 拌器的連續(xù)化還有很大的發(fā)展 空間。 1.4 數(shù)值模擬 攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)展的比較早，但是由于攪拌槽內(nèi)的流動(dòng)是三維和高度不穩(wěn)定的湍流，脈動(dòng)和隨機(jī)湍流給流速測(cè)定帶來(lái)了很大的困難。比較成熟的測(cè)量流場(chǎng)的方法是采用激光多普勒測(cè)速儀（ Laser Doppler Velocimetry， LDV）以及采用更先進(jìn)的粒子成像測(cè)速儀（ Particle Image Velocimetry， PIV）來(lái)測(cè)量攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)， LDV測(cè)量只能在某一測(cè)點(diǎn)處一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，不能對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行同時(shí) 測(cè)量 ，因而 LDV不能用于研究非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。 PIV可以瞬 時(shí)得到整個(gè)流場(chǎng)的分布， 目前 PIV技術(shù)已經(jīng)不再局限于 二維粒子圖像測(cè)速儀 （ 2DPIV） 技術(shù) 26，一些改進(jìn)的技術(shù)例如 三維粒子圖像測(cè)速儀 （ 3DPIV） 27以及 時(shí)間解析粒子圖像測(cè)速儀 （ TRPIV） 28技術(shù)都已經(jīng)有了應(yīng)用 。 無(wú)論是 LDV還是 PIV技術(shù)，都需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 近年來(lái)隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（ Computational Fluid Dynamics， CFD）技術(shù)的發(fā)展為 研究攪拌槽內(nèi)流場(chǎng) 提供了新的思路和方法。 1982年， Hervey第一次將 CFD方法引入到攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬 ，用 CFD方法預(yù)測(cè)了攪拌槽內(nèi)的二維流場(chǎng)。近三十年， CFD技術(shù)得到了很大發(fā)展，在攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)模擬的研究中，較為成功的商業(yè)軟件有 PHOENICS、 CFX、 STAR-CD、 FLUENT、 PRO/E等等。 CFD研究方法也比較多，目前應(yīng)用最廣泛也最成熟的是利用黑箱模型法 （ Impeller Boundary Condition， IBC） 進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，除此之外，還有動(dòng)量源法、內(nèi)外迭代法、多重參考系法、滑移網(wǎng)格法、動(dòng)網(wǎng)格法等等 2930。 CFD技術(shù)雖然得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，也有許多優(yōu)點(diǎn)，但是 CFD技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)還是不夠成熟 ，有許多缺陷仍舊無(wú)法解決，例如：黑箱模型法仍舊需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定幾何邊界，并且一套邊界條件只能用于相似的幾何體系，另外就是不能獲得槳葉附近流場(chǎng)的詳細(xì)信息，限制了數(shù)值模擬在裝置優(yōu)化和放大設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通用性不強(qiáng) ； 多重參考系法只對(duì)于定常流動(dòng)有意義，而且旋轉(zhuǎn)速度必須是常數(shù) ； 滑移網(wǎng)格法是一種非穩(wěn)態(tài)模擬方法，但是該方法計(jì)算資源比較大，對(duì)內(nèi)存、 CPU速度都有比較高的要求，另外 即便 采用很高的網(wǎng)格密度，對(duì)湍流動(dòng)能的預(yù)測(cè)仍然嚴(yán)重偏低。 早期的數(shù)值模擬一般側(cè)重于功率準(zhǔn)數(shù)、混合時(shí)間和傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)上，而對(duì)流動(dòng)本身的研究則別較少， 早期的數(shù)值模擬 也 很少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。而近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者側(cè)重于對(duì)流場(chǎng)的模擬 及功率耗散等 ，同時(shí) 為了驗(yàn)證 CFD模擬的精度，往往會(huì)利用 LDV、 PIV技術(shù)以及示蹤技術(shù)等對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證 29,3133， CFD分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試兩者之間相輔相成，實(shí)驗(yàn)測(cè)試可以為數(shù)值計(jì)算的可靠性提供依據(jù)，而數(shù)值計(jì)算有助于更直觀地捕獲流場(chǎng)特性 ，此外還可以補(bǔ)充某些測(cè)量手段無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)。 隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和商業(yè)軟件的不斷優(yōu)化， CFD技術(shù)的模擬精度 和 預(yù)測(cè)能力 必將越來(lái)越高，利用 CFD技術(shù)不僅可以節(jié)約大量的人力、物力，同時(shí)也可以 大大縮短攪拌器的設(shè)計(jì)周期，可以相信 CFD技術(shù)的發(fā)展必將為未來(lái)攪拌器的發(fā)展提供不竭的動(dòng)力。 1.5 智能化 攪拌過(guò)程的智能化是 21世紀(jì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，提高能源利用率以及滿足保護(hù)環(huán)境要求的主導(dǎo)方向。 攪拌器的智能化包括兩個(gè)方面：一是攪拌器的控制智能化；二是攪拌器的設(shè)計(jì)智能化。 攪拌器智能化控制指的是在利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制攪拌器內(nèi)溫度、液位配料比等參數(shù)的控制系統(tǒng)。 攪拌器的智能化控制具有非常多的優(yōu)點(diǎn)：可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低操作周期中的輔助時(shí)間， 降低產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度，同時(shí) 易于規(guī)?；a(chǎn) 34。 攪拌器的智能化設(shè)計(jì)指的是利用 人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)程序相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn) 攪拌器的選型和設(shè)計(jì)的智能化。國(guó)內(nèi)最先是浙江大學(xué) 開(kāi)發(fā)了攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)專家系統(tǒng) 35， 近年來(lái)其他的智能化設(shè)計(jì)軟件 也有相關(guān)的報(bào)道 3637。 國(guó)外的攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)最早報(bào)道于 1990年， J.M.Morrison等開(kāi)發(fā)的攪拌器選型專家系統(tǒng)，比較著名的是 A.Bakker等開(kāi)發(fā)的渦輪攪拌槳的設(shè)計(jì)專家系統(tǒng) AgDesign38。如今，國(guó)外有許多比較成熟的公司 致力于 開(kāi)發(fā)攪拌器設(shè)計(jì)軟件，例如 VisiMix公司開(kāi)發(fā)的系列軟 件等等。 攪拌器的智能化設(shè)計(jì)可以 提高設(shè)計(jì)效率， 降低制作成本、減少人為因素所造成的差錯(cuò)率 以及保證設(shè)備質(zhì)量等。攪拌器的智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)還不盡完善，很多數(shù)據(jù)具有局限性，因此需要在以后不斷進(jìn)行豐富和發(fā)展，同時(shí)未來(lái)的研究方向?qū)⒓性谂c其他模塊的集成上， 逐步 形成一個(gè)界面友好 、功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 1.6 節(jié)能 化 節(jié)能與環(huán)保是 21世紀(jì)科技發(fā)展的目標(biāo)之一，對(duì)于攪拌操作來(lái)說(shuō)同樣面臨著合理利用資源 、 節(jié)能減排以及環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)。 目前 在攪拌操作中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的途徑有很多 主要是 開(kāi)發(fā) 新型節(jié)能攪拌器 和利用先進(jìn)的控制技術(shù)。 例如王平玲等人研制的 JH-2新型節(jié)能軸流式攪拌槳在相同的操作條件下比同尺寸的三折葉攪拌槳節(jié)約了 20%30%的功率 39；黃志堅(jiān)等人通過(guò)弱化軸向流和強(qiáng)化軸向流來(lái)優(yōu)化發(fā)酵罐中的組合式攪拌器，使得改進(jìn)后的攪拌器 比原有攪拌器節(jié)能 20%左右 40； S.Masiuk等人對(duì)同一種攪拌器 往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量消耗做了對(duì)比分析，分析結(jié)果指出往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功率消耗明顯小于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 功率 消耗41； 姜洪松 將變頻器應(yīng)用在發(fā)酵罐中，根據(jù)發(fā)酵的不同時(shí)期改變攪拌器的轉(zhuǎn)速， 不僅節(jié)約了 20%45%的能量，同時(shí)也提高了產(chǎn)量 42。 每一種攪拌器都不是萬(wàn)能 ，都有一定的適用范圍，合理的選型也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。相信隨 著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型、高效的攪拌設(shè)備將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)， 同時(shí) 各種現(xiàn)代化的 節(jié)能 控制理論也將不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中 。 1.7 高黏度 化 在石化、化妝 品、制藥、涂料以及油墨等工業(yè)部門常常會(huì)遇到高黏度流體的攪拌操作，有的攪拌操作甚至是以固體產(chǎn)物為終結(jié)的。 對(duì)于高黏度流體混合來(lái)說(shuō)，其流動(dòng)狀態(tài)往往是層流，因此高黏度流體的混合機(jī)制主要是剪切混合和對(duì)流混合，擴(kuò)散所起的作用不大。因而 合理選擇和設(shè)計(jì)攪拌設(shè)備形式，研究其混合效果，對(duì)于強(qiáng)化傳熱、提高混合質(zhì)量、改善被混合介質(zhì)的性 能至關(guān)重要 43。 近年來(lái)，高黏度流體混合設(shè)備已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的立式單軸混合設(shè)備之外，還出現(xiàn)了立式雙軸混合設(shè)備，臥式單軸混合設(shè)備，臥式雙軸混合設(shè)備。 這些混合設(shè)備 的攪拌方式 各種各樣，都各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如： 立式單軸混合設(shè)備雖然制造簡(jiǎn)單，但是 混合效率非常低 ；臥式雙軸混合設(shè)備因?yàn)?其攪拌構(gòu)件之間以及它們與混合器壁之間相互刮擦而具有自清潔作用，但是 其制造工藝比較復(fù)雜，對(duì)安裝精度要求比較高 ，另外其混合特性的數(shù)據(jù)研究相對(duì)較少，因而在設(shè)計(jì)時(shí)理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)依據(jù)都比較少 。 近年來(lái)許多學(xué)者都致力于改進(jìn)或者開(kāi)發(fā)適合高黏度流 體的攪拌器，例如宋吉昌等人設(shè)計(jì)的 適合高黏度流體攪拌的 行星輪式攪拌器，在 250r/min的轉(zhuǎn)速下，其混合效率是錨式攪拌器的 5倍，是推進(jìn)式攪拌器的 11倍 44。 目 前，高黏度流體的混合仍舊是化工工藝中的難點(diǎn)。 未來(lái)的研究重點(diǎn)將 著重于 開(kāi)發(fā)適合高黏度流體的新型高效攪拌器，逐步建立一套正確的方法來(lái)研究評(píng)估攪拌器的混合特性和功率特性。 另外 CFD技術(shù)對(duì)高黏度流體的預(yù)測(cè)能力并不是很強(qiáng)，如何更精確的利用 CFD技術(shù)來(lái)研究高黏度流體也是發(fā)展的一個(gè)方向。 1.8 反求 工程 反求工程 （ Reverse Engineering）這一術(shù)語(yǔ)起源于 20世紀(jì) 60年代，但 直到 20世紀(jì) 90年，反求工程才開(kāi)始蓬勃發(fā)展。 反求工程是近幾年才被應(yīng)用到攪拌器的研究改進(jìn)上的。 國(guó)際上近幾年來(lái)提出了一些新型攪拌器， 我們沒(méi)有掌握其設(shè)計(jì)軟件，我 國(guó) 目前只能 進(jìn)口 這些新型的攪拌器 ，不僅價(jià)格昂貴而且周期長(zhǎng) 。在我國(guó)國(guó)內(nèi)，相關(guān)高校和企業(yè)對(duì)新型攪拌器也有研究開(kāi)發(fā)，但是我國(guó)攪拌器研究開(kāi)發(fā)起步比較晚，又缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，總體來(lái)說(shuō)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力不強(qiáng)。 鑒于國(guó)際國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況 ，利用計(jì)算機(jī)反求技術(shù) 消化、吸收外國(guó)先進(jìn)攪拌器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)從而改進(jìn)提高 并 創(chuàng)新 設(shè)計(jì)出新型 攪拌器 ，可以極大得縮短產(chǎn)品的 開(kāi)發(fā)周期， 對(duì)發(fā)展我國(guó)攪拌技術(shù)具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 例如袁建平等人利用三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，利用 surface軟件和 Pro/E軟件獲得了原葉輪的三維實(shí)體造型， 并完成葉輪模具的制造、葉輪的抗磨損性能研究和備件的國(guó)產(chǎn)化工作 45。 除了以上所闡述的研究熱點(diǎn)之外 ，攪拌器的研究仍舊有許多研究熱點(diǎn)，例如 ：如何滿足不同行業(yè)的密封、衛(wèi)生、清潔要求等。 2 結(jié)論 本文 從不同的方面闡述了攪拌器的研究熱點(diǎn)，但 這些研究熱點(diǎn)并不是孤立的，而是有機(jī)結(jié)合起來(lái)的 ， 例如攪拌器的智能化控制本身就可以 實(shí)現(xiàn)節(jié)能 化 ，而 攪拌器 的 節(jié)能 化 也是 實(shí)現(xiàn) 智能化控制的推動(dòng)力，攪拌器的大型化 又 為實(shí)現(xiàn)智能化 和 節(jié)能化 提供了有利條件 。 攪拌器近年來(lái)的發(fā)展呈現(xiàn)出多樣性， 不僅僅朝大型化和微型化發(fā)展，其 連續(xù)化、 節(jié)能化和智能化 等方面 也成為研究的熱點(diǎn)。 攪拌器仍舊有許多問(wèn)題尚待解決， 例如如何提高 CFD技術(shù)的預(yù)測(cè)能力和模擬精度，如何解決微型混合器的清潔問(wèn)題等。 LDV和 PIV等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和 CFD技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，不僅有助于反映攪拌器內(nèi)流場(chǎng)宏觀特性和微觀流動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，更有助于促進(jìn)新型攪拌器的開(kāi)發(fā)和攪拌系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以降低 研究風(fēng)險(xiǎn)，提高開(kāi)發(fā)效率。 攪拌操作是工業(yè)反應(yīng)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，攪拌混合設(shè)備在化學(xué)工業(yè)中扮演著非常重要的角色。 隨著科技的發(fā)展，各個(gè)行 業(yè)都要求有更快更好的攪拌技術(shù)， 這必將為攪拌器的發(fā)展提供動(dòng)力 ； 同時(shí)，新材料 、新加工工藝的出現(xiàn)也為新型攪拌器的開(kāi)發(fā)研制提供了便利條件。 在現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的推動(dòng)下， 新型高效的攪拌器將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，攪拌器的選型也將日趨合理， 攪拌器的發(fā)展必將走向一個(gè)更新的階段。 參考文獻(xiàn) 1 陳志平 ， 章序文 ， 林興華 ， 等 .攪拌與混合設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè) M.北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2004 2 王凱 ， 虞軍等 .攪拌設(shè)備 M.北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2003 3 朱衛(wèi)國(guó) ， 王忠宏 .大型攪拌反應(yīng)設(shè)備釜體制造工藝 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