静态混合器的主要性能参数

静态混合器的主要性能参数

1.不均匀度

对于气体与液体的混合，通常使用相对标准差（S/。）来衡量混 合产物的均匀性。其定义是混合器出口测量标准差s除以入口理论标 准差。

对两种不可压缩非互溶介质（初始摩尔分数为0和1）,可表示为：

a0 =【C.4 0 - CA ）］° 5 （ 1 -6 ）

针对不同的应用，不均匀度•般要达到1〜10%。对于层流，通常 需要增加长度和使用更多的混合单元才能达到湍流所对应的不均匀 度。例如SMX混合器，在相对混合长度L/D=10, 10个混合单元（单个 单元长径比L/D=1.0）情况下，不均匀度才达到1%。

2.压降

压降是静态混合器最重要的设计参数。这是由于它直接关系到进 料泵的尺寸和能量消耗以及混合器的尺寸与成本。现今静态混合器的 设计目标就是耍找到能耗与混合效果的最佳结合点。.

3.传热

使用静态混合器后，其传热性能与空管相比得到显著提高。其传 热性能一般是空管的2-5倍。静态混合器的传热性能可用Nu关联式表 示：

Nu =弓（Re・ Pr 戶（Pr/Pr* ）P14 （1-7）

4.停留时间分布

当静态混合器用于反应器时，知晓混合器内的介质停留时间分布 是极其重要"七值得注意的是对于理想平推流，流过反应器的，具有 不同流动路径的流体就具有不同的停留时间。

层流空管的中心流体速度是平均速度的两倍，因此，首先流出反 应器的流体质点的停留时间是平均停留时间的50%。在单个理想连续 搅拌反应器中，这种情况更糟，因为第一个流出反应器的流体质点可 能是刚进入反应器的流体。由于静态混合器内的强径向混合过程，其 速度剖面被抹平，由此降低了轴向返混。这样，其停留时间分布性能 较空管得到了显著提高，更接近平推流状态。

无量纲停留时间定义为流体质点实际停留时间t与平均停留时间 T之比：

® = i/t （1 -8）

停留时间分布特征通常用Bodenstein数来度量。它表示了停留时 间分布的宽度，其表达式为：

Bo = vL / （1-9）

理想搅拌器的Bo=0,理想平推流Bo=8。Bo数值越大，停留时间 分布越窄。层流状态下，静态混合器的％数依赖于混合器单元数目。 例如，对于SMX混合器，为了获得Bo=20,需要5个混合器单元。对于 连续搅拌釜反应器，为了获得相同的Bo数，需要10个串联釜。

1.3.4静态混合器的发展方向］4们

静态混合器的研究开发只有几十年的历史，与动态混合（搅拌）相 比，它还远远没有成熟，因此目前所取得的研究成果并不是研究的结 束，只不过表示第二阶段的开始。静态混合器今后的研究工作主要围 绕着三个方面进行：

1-大型化

实验室的研究工作和早期的工业应用，都只使用几十毫米直径的 静态混合器。随着研究工作深入和小规模工业应用的成功，工业界对 静态混合器越来越信任。大型化的工业生产要求静态混合器能够逐步 实现大型化。

2.整机化

静态混合器是一种单元设备，在实际中它必须与其他辅助设备和 管件配套才能完成某一单元操作。对于中、小型规模的生产来说，完 全有可能把静态混合器与其他设备和管件组合起来形成静态混合器整 机。这样不仅方便用户，而且有利于静态混合器技术的推广。