一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法，属于临界转速判定技术领域。通过建立测量电极电压与固液悬浮状态的关系，解决了目前依靠经验公式和人眼观察判定临界悬浮转速带来的主观性强，偏差较大的问题，本发明专利技术的固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法，具有较好的适应性，是一种量化的的临界悬浮转速判定方法，且作为判定标准的电极电压比只与固体颗粒在液相中的空间密度有关，适用于固液两相宽泛的黏度、固含量范围均可以采用。固含量范围均可以采用。固含量范围均可以采用。

【技术实现步骤摘要】
一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法


[0001]本专利技术涉及临界转速判定
，具体说是固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法。

技术介绍

[0002]临界悬浮是指在反应中所有固体颗粒在反应釜中刚好达到完全离底悬浮，对应的搅拌器转速即为临界悬浮转速。临界悬浮转速的判定对固液两相搅拌具有重要的意义。没达到临界悬浮转速时，固体颗粒会沉积，搅拌釜内的搅拌死区较多等都影响传质效果，而搅拌的速度超过临界悬浮转速时，继续增大转速，功耗会大大增加，搅拌桨的耐久度会降低，固体表面传质效果并不能成比例的提高，因此，将搅拌器的速度设置为临界悬浮转速为最经济的效果，临界悬浮转速的的判定具有重要的实际意义。
[0003]对临界悬浮转速的判定，在实验中通常采用Zwietering准则，即以固体颗粒在搅拌容器底部堆积的时间不超过1～2s为完全离底悬浮的判据。这需要反应罐为透明容器，且结果存在主观性强的天然缺陷。另外，对于颗粒浓度较高的悬浮体系，往往呈现出不透明的状态，影响对悬浮状态的判断。在工业生产中，搅拌釜大多是不透明的，无法直接进行观察，使用经验公式进行临界悬浮转速的判断又普遍受到桨型、尺寸、离底高度以及颗粒直径分布等多种因素的制约，往往与实际情况偏差较大。因此研发一种可量化的、适用范围广的临界悬浮转速判定方法，具有重要的实用意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0006]一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，包括搅拌釜，搅拌釜中设置搅拌桨，搅拌桨与电机连接，电机与转速控制器连接，搅拌釜与搅拌桨水平齐平的侧壁上设置第一组电极，搅拌釜的底部中间位置设置第二组电极，所述第一组电极由两个第一激励电极和两个第一测量电极组成，所述第二组电极均由两个第二激励电极和两个第二测量电极组成，第一激励电极和第二激励电极均连接恒流源，第一测量电极和第二测量电极均通过模数转换器和计算机连接。
[0007]优选的，所述恒流源为交流恒流源。
[0008]优选的，所述第一激励电极在第一测量电极之间等距排布，所述第二激励电极在第二测量电极之间等距排布。
[0009]本专利技术还包括采用上述固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统判定搅拌桨临界悬浮转速的方法，包括以下步骤：
[0010]①
在搅拌釜与搅拌桨水平齐平的侧壁上安装第一组电极，在搅拌釜的底部中间位
置安装第二组电极，搅拌桨通过电机和转速控制器调节转速；所述第一组电极由两个第一激励电极和两个第一测量电极组成，所述第二组电极均由两个第二激励电极和两个第二测量电极组成，由恒流源分别向第一激励电极和第二激励电极通入激励电流，同步通过模数转换器连接计算机分别记录第一测量电极和第二测量电极之间的电压值；
[0011]②
启动转速控制器，从小到大逐步调节搅拌桨转速，并在两组测量电极电压信号稳定后记录电极电压的数值和对应的转速；
[0012]③
以第二测量电极电压与第一测量电极电压的比值为纵坐标，以对应的转速为横坐标绘制曲线，曲线上出现拐点时对应的转速即为搅拌桨临界悬浮转速。
[0013]本专利技术相比现有技术具有以下优点：
[0014]本专利技术的固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法，通过建立测量电极电压与固液悬浮状态的关系，解决了目前依靠经验公式和人眼观察判定临界悬浮转速带来的主观性强，偏差较大的问题，本专利技术的固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法，具有较好的适应性，是一种量化的的临界悬浮转速判定方法，且作为判定标准的电极电压比只与固体颗粒在液相中的空间密度有关，适用于固液两相宽泛的黏度、固含量范围均可以采用。
附图说明
[0015]图1为本专利技术固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统的结构示意图；
[0016]图2为实施例2中采用本专利技术判定搅拌桨临界悬浮转速的方法，以第二测量电极电压与第一测量电极电压的比值为纵坐标，以对应的转速为横坐标绘制的曲线；
[0017]图3为实施例3中采用本专利技术判定搅拌桨临界悬浮转速的方法，以第二测量电极电压与第一测量电极电压的比值为纵坐标，以对应的转速为横坐标绘制的曲线；
[0018]图4为实施例4中采用本专利技术判定搅拌桨临界悬浮转速的方法，以第二测量电极电压与第一测量电极电压的比值为纵坐标，以对应的转速为横坐标绘制的曲线。
具体实施方式
[0019]本专利技术的目的是提供固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统和判定方法，通过以下技术方案实现：
[0020]以下结合具体实施例来对本专利技术作进一步的描述。
[0021]实施例1
[0022]一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，如图1所示，包括搅拌釜 1，搅拌釜1中设置搅拌桨11，搅拌桨11与电机12连接，电机12与转速控制器2连接，搅拌釜1与搅拌桨11水平齐平的侧壁上设置第一组电极3，搅拌釜1的底部中间位置设置第二组电极7，所述第一组电极3由两个第一激励电极31和两个第一测量电极32组成，所述第二组电极7均由两个第二激励电极71和两个第二测量电极72组成，第一激励电极31和第二激励电极71均连接恒流源4，第一测量电极32和第二测量电极72均通过模数转换器5和计算机6连接；
[0023]所述恒流源4可以为交流恒流源。
[0024]所述第一激励电极31在第一测量电极32之间等距排布，所述第二激励电极71 在第二测量电极72之间等距排布。
[0025]实施例2
[0026]一种判定搅拌桨临界悬浮转速的方法，采用实施例1的固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，包括以下步骤：
[0027]①
如图1所示，在搅拌釜1与搅拌桨11水平齐平的侧壁上安装第一组电极3，在搅拌釜1的底部中间位置安装第二组电极7，搅拌桨11通过电机和转速控制器调节转速；所述第一组电极3由两个第一激励电极31和两个第一测量电极32组成，所述第二组电极7均由两个第二激励电极71和两个第二测量电极72组成；采用的搅拌釜高度0.6m，直径0.4m，液位高度0.4m，液相介质为自来水，电导率360μS/cm，密度为998kg/m3，动力粘度为1
×
10
‑
3Pa
·
s，固体颗粒为玻璃微珠直径为250
‑
500μm，密度2500kg/m3，固含量10％，搅拌桨为轴流式6片斜叶桨，搅拌桨离底高度0.15m，各组的4片电极均匀布置，间距1cm。
[0028]由恒流源分别向第一激励电极31和第二激励电极71通入数值为5mA的激励电流，同步通过模数转换器5连接计算机6分别记录第一测量电极32和第二测量电极 72之间的电压值；
[0029]②
启动转速控制器2，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，其特征在于：包括搅拌釜(1)，搅拌釜(1)中设置搅拌桨(11)，搅拌桨(11)与电机(12)连接，电机(12)与转速控制器(2)连接，搅拌釜(1)与搅拌桨(11)水平齐平的侧壁上设置第一组电极(3)，搅拌釜(1)的底部中间位置设置第二组电极(7)，所述第一组电极(3)由两个第一激励电极(31)和两个第一测量电极(32)组成，所述第二组电极(7)均由两个第二激励电极(71)和两个第二测量电极(72)组成，第一激励电极(31)和第二激励电极(71)均连接恒流源(4)，第一测量电极(32)和第二测量电极(72)均通过模数转换器(5)和计算机(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，其特征在于：所述恒流源(4)为交流恒流源。3.根据权利要求1所述的一种固液两相搅拌釜中搅拌桨临界悬浮转速判定系统，其特征在于：所述第一激励电极(31)在第一测量电极(32)之间等距排布，所述第二激励电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：王达彤，徐婷，王灏，卢福军，郭鹏，周长海，杨旭，岳涛，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：