均相液体的混合机理

低粘度液体的混合

总体流动将液体破碎成较大液团带至设备各处，小尺度的混合是高度湍动液流的旋涡造成，不是桨叶直接打击的结果。不同尺度和不同强度的旋涡对液团有不同程度的破碎作用，旋涡尺度小，破碎作用大，微元小。旋涡尺度和强度与流体总体流动湍动有关。流体总体流动湍动越高，旋涡尺度小，数量越多，搅拌效果越好。

高粘度及非牛顿流体的混合

高粘度流体为层流操作，混合机理主要是总体流动。同时桨叶端部的高剪切分割液团，达至宏观的混合。搅拌器桨叶的结构，低转速，大直径搅拌器。

非牛顿流体的混合

剪切稀化，即高速度梯度使流体粘度减小，易于流动，促使流体混合。选择低转速，大直径搅拌器。

液滴或气泡的分散

分散相和连续相-破碎液体或气体为分散相。液滴或气泡的分散依靠高度湍动。界面张力使液滴团聚（表面积最小），抵抗液滴变形或破碎，克服界面张力液滴变形。总流高度湍动，存在方向迅速变换的湍流脉动，液滴产生相对速度很大的绕动。绕动结果，沿液滴表面产生不均匀的压强分布和表面剪应力，搅拌器将液滴压扁并扯碎。湍动程度越大，液滴尺度越小。

液滴或气泡的分散

实际搅拌过程：大液滴的破碎和小液滴的合并，导致液滴的不均匀分布，实际液滴尺寸分布取决于破碎和合并的抗衡。流体湍动程度不均也是造成液滴尺寸分布不均的重要因素。叶片不同区域液滴尺寸不同。

使液滴尺寸分布均匀的方法：

1.设备内湍动程度分布均匀；

2.液体中加入表面活性剂或保护胶，使液体不易合并。

气体的分散：分散比液体困难，一般2～5mm。

固体颗粒的分散

固体表面发生润湿过程，液体取代气体进入颗粒间的间隙，颗粒团聚体被流体动力所打散。搅拌不改变颗粒的大小，达到小尺度的宏观混合。

粗颗粒的分散

搅拌器转速慢，颗粒沉于釜底，降低固液接触面。悬浮临界转速：全部颗粒离开釜底悬浮起来的转速。实际操作搅拌转速大于临界转速，保证两相有充分接触界面。