静态混合器的强化传热原理和特点

静态混合器的强化传热原理和特点

到目前为止，世界上约有五十多种静态混合器。按照装填在管状 外壳内的单元作用来划分，大致可分为三类。一是对流体起到切割作 用；二是使流体旋转：三是流道的形状和截面发生变化，使流体自行 搅拌。

在空管管壳式静态混合器中，管内流体流动的速度沿径向非均匀分布， 靠近管壁处的速度很小；可形成滞流层，而在对流传热时，热阻主要 集中在滞流层。流体的粘度越大，在相同的流速情况下，滞流层越厚• 流体在含有静态混合器的静态混合器管内与在空管内的流动情况大不相 同，由于静态混合元件的径向混合作用，大大减小了管内滞流层的厚 度，甚至破坏滞流层的形成。流体由静态混合元件的导向不断从管中 心流向管壁，乂从管壁流向管中心。乂由于相邻的静态混合元件可周 向惜开•定的角度，使管内流体充分混合，消除了管内流体的温度梯 度。并且，对于非拆卸式静态混合元件，由于静态混合元件的边缘与 管壁直接接触，静态混合元件就起到翅片的作用，这样大大增加了传 热面积，从而强化传热，其传热系数是窄管的传热系数的3-7倍以上.

基于静态混合器的混合原理，它在高粘度流体传热中有着广泛的 应用。其特点如下：

1.节省设备投资

由于静态混合器作为内插件，减薄甚至破坏了管内传热滞流层， 大大提高了管内传热系数，使静态混合器总的传热系数有明显提高。因此 节省了传热面积。

2.降低能耗

目前一些静态混合器设计追求高热强度，设计中采用的主要手段是选 择高对数平均温度差，而管壳式静态混合器由于传热效率低，导致能耗的 大幅度增加。釆用静态混合元件强化静态混合器，在保证换热强度不变的 情况下，可以显著降低传热温差，从而降低了炳损，提高热能利用率， 降低能耗。

3.不易结垢、易清洗

结垢是静态混合器非常棘手的问题，对于静态混合器来说，其污垢沉 积比较严重。研究表明，污垢的形成、生长主要与介质温度和流速有 关，介质温度越高、介质与管壁温差越大、流速越低，越易形成污垢。 而静态混合元件强化的静态混合器，首先由于流体的弥散流动，介质的温 度梯度小，抑制了污垢的形成、生长。其次，由于强化元件相当于静 态搅拌器，使得流体弥散流动紊乱度很高，所以流体中的杂质不易沉 积成垢。

静态混合器经生产实践证明，具有效率高、能耗低，占地面积小， 装置小型化，投资省、维修简单。操作成本低和特别适用于难于高粘 度流体传热和混合的连续过程等优点。既适用于新装置的建造，也适 用于旧生产装置的技术革新和技术改造。