螺旋桨式搅拌器在罐内将液体向下或向上推进(相应于图中的顺时针或逆时 针旋转方向)。形成轴向的螺旋流动，混合效果较好，但造成的剪率较低，对气 泡的分散效果不好。一般用在藉压差循环的发酵罐中，以提高其循环速度。常用 的螺旋桨叶数 Z=3，螺距等于搅拌器直径，最大叶端线速度不超过 25 米/秒。 图 10-11 螺旋桨式搅拌器结构示意图 （2）圆盘平直叶涡轮搅拌器 圆盘平直叶涡轮与没有圆盘的平直叶涡轮，其搅拌特性差别甚微。但在发酵 罐中无菌空气由单开口管通至搅拌器下方，大的气泡受到圆盘的阻挡，避免从轴 部的叶片空隙上升，保证了气泡的更好的分散。 圆盘平直叶涡轮搅拌器具有很大的循环输送量和功率输出，适用于各种流 体，包括粘性流体、非牛顿流体的搅拌混合。 图 10-12 圆盘平直叶涡轮搅拌器结构图 （3）圆盘弯叶涡轮搅拌器 圆盘弯叶涡轮搅拌器的搅拌流型与平直叶涡轮的相似，但前者造成的液体径 向流动较为强烈，因此在相同的搅拌转速时，前者的混合效果较好。但由于前者
螺旋桨式搅拌器在罐内将液体向下或向上推进(相应于图中的顺时针或逆时 针旋转方向)。形成轴向的螺旋流动，混合效果较好，但造成的剪率较低，对气 泡的分散效果不好。一般用在藉压差循环的发酵罐中，以提高其循环速度。常用 的螺旋桨叶数 Z=3，螺距等于搅拌器直径，最大叶端线速度不超过 25 米/秒。 图 10-11 螺旋桨式搅拌器结构示意图 （2）圆盘平直叶涡轮搅拌器 圆盘平直叶涡轮与没有圆盘的平直叶涡轮，其搅拌特性差别甚微。但在发酵 罐中无菌空气由单开口管通至搅拌器下方，大的气泡受到圆盘的阻挡，避免从轴 部的叶片空隙上升，保证了气泡的更好的分散。 圆盘平直叶涡轮搅拌器具有很大的循环输送量和功率输出，适用于各种流 体，包括粘性流体、非牛顿流体的搅拌混合。 图 10-12 圆盘平直叶涡轮搅拌器结构图 （3）圆盘弯叶涡轮搅拌器 圆盘弯叶涡轮搅拌器的搅拌流型与平直叶涡轮的相似，但前者造成的液体径 向流动较为强烈，因此在相同的搅拌转速时，前者的混合效果较好。但由于前者
的流线叶型，在相同的搅拌转速时，输出的功率较后者的为小。因此，在混合要 求特别高，而溶氧速率相对要求略低时，可选用圆盘弯叶涡轮。 图 10-13 圆盘弯叶涡轮搅拌器的结构图 （4）圆盘箭叶涡轮搅拌器 图 10-14 圆盘箭叶涡轮搅拌器结构图 其搅拌流型与上述两种涡轮相近，但它的轴向流动较强烈，但在同样转速下， 它造成的剪率低，输出功率也较低。 2，流型
的流线叶型，在相同的搅拌转速时，输出的功率较后者的为小。因此，在混合要 求特别高，而溶氧速率相对要求略低时，可选用圆盘弯叶涡轮。 图 10-13 圆盘弯叶涡轮搅拌器的结构图 （4）圆盘箭叶涡轮搅拌器 图 10-14 圆盘箭叶涡轮搅拌器结构图 其搅拌流型与上述两种涡轮相近，但它的轴向流动较强烈，但在同样转速下， 它造成的剪率低，输出功率也较低。 2，流型
搅拌器在发酵罐中造成的流型，对气固液相的混合效果及氧气的溶解、热量 的传递具有密切关系。 搅拌器造成的流体流动型式不仅决定于搅拌器本身，还受罐内的附件及其安 装位置的影响。 （1）罐中心装垂直螺旋桨搅拌器的搅拌流型 罐中心垂直安装的螺旋桨，在无挡板的情况下，在轴中心形成凹陷的旋涡。 如在同一罐内安装 4~6 块挡板，液体的螺旋状流受挡板折流，被迫向轴心方向流 动，使旋涡消失， 图 10-15 罐中心装垂直螺旋搅拌器的搅拌流型 （2）涡轮式搅拌器的流型 上述三种涡轮搅拌器的搅拌流型基本上相同，各在涡轮平面的上下两侧形成 向上和向下的两个翻腾。如不满足全挡板条件，轴中心位置也有凹陷的旋涡。适 当的安排冷却排管，也可基本消除轴中心凹陷的旋涡。 图 10-16 挡板涡轮搅拌桨的流型 （3）装有套筒时的搅拌器搅拌流型 在罐内与垂直的搅拌器同中心安装套简，一可以大大加强循环输送效果，并 能将液面的泡沫从套简的上部入口，抽吸到液体之中，具有自消泡能力。伍氏发
搅拌器在发酵罐中造成的流型，对气固液相的混合效果及氧气的溶解、热量 的传递具有密切关系。 搅拌器造成的流体流动型式不仅决定于搅拌器本身，还受罐内的附件及其安 装位置的影响。 （1）罐中心装垂直螺旋桨搅拌器的搅拌流型 罐中心垂直安装的螺旋桨，在无挡板的情况下，在轴中心形成凹陷的旋涡。 如在同一罐内安装 4~6 块挡板，液体的螺旋状流受挡板折流，被迫向轴心方向流 动，使旋涡消失， 图 10-15 罐中心装垂直螺旋搅拌器的搅拌流型 （2）涡轮式搅拌器的流型 上述三种涡轮搅拌器的搅拌流型基本上相同，各在涡轮平面的上下两侧形成 向上和向下的两个翻腾。如不满足全挡板条件，轴中心位置也有凹陷的旋涡。适 当的安排冷却排管，也可基本消除轴中心凹陷的旋涡。 图 10-16 挡板涡轮搅拌桨的流型 （3）装有套筒时的搅拌器搅拌流型 在罐内与垂直的搅拌器同中心安装套简，一可以大大加强循环输送效果，并 能将液面的泡沫从套简的上部入口，抽吸到液体之中，具有自消泡能力。伍氏发
酵罐就是具有这种中心套筒的机械搅拌罐。 图 10-17 装有中心套筒的搅拌器流型 二、搅拌器轴功率的计算 搅拌器输入搅拌液体的功率：是指搅拌器以既定的速度旋转时，用以克服介 质的阻力所需的功率，简称轴功率。它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因 此它不是电动机的轴功率或耗用功率。 发酵罐液体中的溶氧速率以及气液固相的混合强度与单位体积液体中输入 的搅拌功率有很大关系。 1，单只涡轮在不通气条件下输入搅拌液体的功率的计算 （1）功率准数 一个具体的搅拌器所输入搅拌液体的功率取决于下列因素： ①叶轮和罐的相对尺寸； ②搅拌器的转速； ③流体的性质； ④挡板的尺寸和数目。 通过因次分析，得： 式中 P0：不通气时搅拌器输入液体的功率（瓦） ρ：液体的密度（公斤/米 3） μ：液体的粘度（牛.秒/米 2） D：涡轮直径（米） N：涡轮转数（转/秒） K，m：决定于搅拌器的型式，挡板的尺寸及流体的流态 ( ) (10 1) 2 3 5 0 = − D N m N D P K
酵罐就是具有这种中心套筒的机械搅拌罐。 图 10-17 装有中心套筒的搅拌器流型 二、搅拌器轴功率的计算 搅拌器输入搅拌液体的功率：是指搅拌器以既定的速度旋转时，用以克服介 质的阻力所需的功率，简称轴功率。它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因 此它不是电动机的轴功率或耗用功率。 发酵罐液体中的溶氧速率以及气液固相的混合强度与单位体积液体中输入 的搅拌功率有很大关系。 1，单只涡轮在不通气条件下输入搅拌液体的功率的计算 （1）功率准数 一个具体的搅拌器所输入搅拌液体的功率取决于下列因素： ①叶轮和罐的相对尺寸； ②搅拌器的转速； ③流体的性质； ④挡板的尺寸和数目。 通过因次分析，得： 式中 P0：不通气时搅拌器输入液体的功率（瓦） ρ：液体的密度（公斤/米 3） μ：液体的粘度（牛.秒/米 2） D：涡轮直径（米） N：涡轮转数（转/秒） K，m：决定于搅拌器的型式，挡板的尺寸及流体的流态 ( ) (10 1) 2 3 5 0 = − D N m N D P K