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  • 技術交流

    靜態混合器在農具中應用的理論分析

    發布時間:2012/3/27

      混合裝置除考慮混合效果外,還應該考慮介質的特性、使用的條件、功耗、易操作性等要求,具體如下:
     ?。?)介質的特性方面。農藥分為乳化劑、懸浮劑和溶劑,混藥裝置要適用于不同的藥劑類型及不同黏度的藥液。
     ?。?)使用的條件。對于動態混合裝置,由于具有機械活動部件,磨損和耐用度將大受影響,維修比較困難,同時機械活動部件使得混合器的密閉性也受到影響。
     ?。?)功耗。機械活動部件要消耗功耗。對于田間噴霧,拖拉機的功耗除了要帶動噴霧裝置行走外,還要帶動噴霧裝置噴霧,在自動化的系統中,拖拉機還要驅動控制系統,這樣機械活動部件的功耗就必須考慮。
      根據波蘭學者 Streiff對靜態混合器的能耗定義:
       
      式中:W-能耗系數,Lh-均化段長度,-壓降系數,D-混合器長度,Re-雷諾數,P-混合器能耗,-混合時間,p-液體密度,n-動力粘度??梢酝茖С鲮o態混合器的能耗要比動態攪拌器的小一個數量級。
     ?。?)易操作性。
     ?。?)經濟效益。由于機械活動部件的磨損及耐用問題,將不可避免地要加大經濟投入,性價比就會降低,也影響了推廣。
      綜合上述各方面的條件,本研究中選用靜態混合裝置來實現在線混合。靜態混合器是依靠設備的特殊結構和流體的運動,使兩種流體各自分散,彼此混合起來,達到良好的均勻混合效果,對于藥劑類型比較繁多復雜的農藥混合是理想裝備,而且能在很寬的雷諾數范圍內使用。國內靜態混合器按其固定部件的結構不同分為五種類型:SV型(采用V型波紋片)、SL型(300角組合金屬板)、 SK型(扭曲葉片)、SX型(450角組合金屬板)和SH型(雙孔道及1800左、右旋單元),各有不同的適用范圍。根據農藥劑型的多樣性,藥液黏度范圍廣泛,本研究中選擇SK型靜態混合器。依據是SK型靜態混合器采用扭曲葉片結構,扭曲葉片的形式適合于湍流混合,且適用于很寬的黏度范圍,從能耗方面講,扭曲型葉片也好于其它結構的。其理由是,隨著流速的增大,在流動的斷面方向會產生很多激烈的渦流和很強的剪切力。由于這種強大的剪切力的存在,故可有效地發生氣液、液液、固液等的分散及液液、固液的溶解。靜態混合器結構示意圖如圖 1。
      農藥有四種劑型:乳化劑,乳油劑(通常用于微量噴霧),懸浮劑和溶劑,大部分是低粘度流體,而施藥過程中藥劑和水流幾乎都是湍流狀態下的流體,湍流狀態下,SK 混合器的混合效果要好于其他靜態混合器。依據混合器的選擇依據,在保證延時要求和噴霧流量要求的基礎上,混合器的長度選擇 200mm,直徑為 15mm,符合 L/D的選擇要求。
              

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