气液分散与传质传热

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发酵罐内的气液传质大都由液侧阻力控制，比界面积越大，传质能力越强。因此比界面积直接决定了传质速率，而比界面积又是由气液分散决定的。
1 叶轮形式对气液分散的影响
1.1 直叶圆盘涡轮
排量较大。圆盘可以阻止气泡直接穿过搅拌器，从而降低泛点转速，若没有圆盘易发生气泛。
1.2 斜叶圆盘涡轮
属循环剪切兼顾型。可获得较好的气液分散，气含率和传质系数大，搅拌功率较小，泛点转速较低。
1.3 弯叶圆盘涡轮
和直叶圆盘涡轮相似，但降低了搅拌功率。
1.4半管圆盘
直叶圆盘涡轮背面易形成气穴而降低效率，而半管叶片的弯曲抑制了气穴的形成，具有了以下优点：
载气能力提高，泛点转速提高；
改善了分散和传质性能；
泵送能力提高。
1.5 宽叶翼流型搅拌器
叶轮区的面积率很大，延长了气体的停留时间，且泵送能力强。

2 气体分布器对气液分散的影响
气体进入搅拌容器的方式十分重要。气体一般是在搅拌器下方被喷入容器，喷射环的直径小于搅拌器直径，这样可以使气体被充分分散，最大程度的增加气液接触面积。但是喷射环较小会导致搅拌叶片背后形成气穴。工业中约有80％的气体分布采用喷射环。大直径、靠近槽壁安装的环形分布器能有效防止气泛的发生，但对气体的分散能力降低了。
3 传热
发酵罐中的气体行为从两种途径影响着传热系数：一是产生两次循环流，提高湍流强度；一是气泡在换热面上附着，增大热阻。
斜叶圆盘涡轮＆直叶圆盘涡轮的组合式搅拌器表面传热系数较高，对气速的变化不敏感。