顶入式搅拌器是由多个参数决定的,不可能用任何一个单一参数来描述一个顶入式搅拌器。
轴功率(P)、叶片流量(Q)、压头(H)、叶片直径(D)和搅拌速度(N)是描述a 顶入式搅拌器的五个基本参数。
叶片的流量与叶片本身的流量、叶片速度的一次幂和叶片直径的三次幂成正比。搅拌消耗的轴功率与流体比重、叶片本身的功率标准、转速的三次方、叶片直径的五次方成正比。
在功率和叶型一定的情况下,可以通过改变叶片直径(D)和转速(N)的匹配来调节叶片的泄放量(Q)和压头(H),即低转速顶入式搅拌器的大直径叶片(保证轴功率不变)产生较高的流量作用和较低的压头,高转速的小直径叶片产生较高的压头和较低的流量作用。
在搅拌槽中,可以提供足够的剪切速率使胶束相互碰撞。从搅拌机理上来说,正是由于流体的速度差,使得流体层相互混合。因此,搅拌过程总是涉及流体剪切速率。剪切应力是一种力,它是搅拌应用中气泡分散和液滴破裂的真正原因。
必须指出的是,整个搅拌槽内各点流体的剪切速率并不一致。对剪切速率分布的研究表明,搅拌槽中至少存在四个剪切速率值。
分别是:实验研究表明,对于桨叶面积,无论浆料类型如何,当桨叶直径一定时,大剪切速率和平均剪切速率都随着转速的增加而增加。而当转速一定时,大剪切速率和平均剪切速率与叶片直径的关系与浆料类型有关。
当转速一定时,径向叶片的大剪切率随叶片直径的增大而增大,而平均剪切率与叶片直径无关。叶片剪切速率的这些概念在顶入式搅拌器缩减和放大的设计中需要特别小心。
与大槽相比,小槽顶入式搅拌器往往具有高转速(n)、小叶片直径(d)、低叶尖速度(ND)的特点,而大槽顶入式搅拌器往往具有低转速(n)、大叶片直径(d)、高叶尖速度(ND)的特点。