均相液體的混合機理

低粘度液體的混合

總體流動將液體破碎成較大液團帶至設備各處，小尺度的混合是高度湍動液流的旋渦造成，不是槳葉直接打擊的結果。不同尺度和不同強度的旋渦對液團有不同程度的破碎作用，旋渦尺度小，破碎作用大，微元小。旋渦尺度和強度與流體總體流動湍動有關。流體總體流動湍動越高，旋渦尺度小，數量越多，攪拌效果越好。

高粘度及非牛頓流體的混合

高粘度流體為層流操作，混合機理主要是總體流動。同時槳葉端部的高剪切分割液團，達至宏觀的混合。攪拌器槳葉的結構，低轉速，大直徑攪拌器。

非牛頓流體的混合

剪切稀化，即高速度梯度使流體粘度減小，易于流動，促使流體混合。選擇低轉速，大直徑攪拌器。

液滴或氣泡的分散

分散相和連續相-破碎液體或氣體為分散相。液滴或氣泡的分散依靠高度湍動。界面張力使液滴團聚（表面積最小），抵抗液滴變形或破碎，克服界面張力液滴變形。總流高度湍動，存在方向迅速變換的湍流脈動，液滴產生相對速度很大的繞動。繞動結果，沿液滴表面產生不均勻的壓強分布和表面剪應力，攪拌器將液滴壓扁并扯碎。湍動程度越大，液滴尺度越小。

液滴或氣泡的分散

實際攪拌過程：大液滴的破碎和小液滴的合并，導致液滴的不均勻分布，實際液滴尺寸分布取決于破碎和合并的抗衡。流體湍動程度不均也是造成液滴尺寸分布不均的重要因素。葉片不同區域液滴尺寸不同。

使液滴尺寸分布均勻的方法：

1.設備內湍動程度分布均勻；

2.液體中加入表面活性劑或保護膠，使液體不易合并。

氣體的分散：分散比液體困難，一般2～5mm。

固體顆粒的分散

固體表面發生潤濕過程，液體取代氣體進入顆粒間的間隙，顆粒團聚體被流體動力所打散。攪拌不改變顆粒的大小，達到小尺度的宏觀混合。

粗顆粒的分散

攪拌器轉速慢，顆粒沉于釜底，降低固液接觸面。懸浮臨界轉速：全部顆粒離開釜底懸浮起來的轉速。實際操作攪拌轉速大于臨界轉速，保證兩相有充分接觸界面。