新型气体驱动搅拌器的数值模拟和实验研究

孟庆元 王长军 罗立臣

（中海油能源发展装备技术有限公司 天津300452）

0 引 言

搅拌器在石油、化工等行业应用广泛，一般分为机械式与流体式。根据不同的应用场景和工况，会选取不同类型的搅拌器。机械搅拌器的工作原理是利用电机带动搅拌轴旋转向釜内介质输入机械能从而达到搅拌目的。海洋石油平台绝大部分采用机械式搅拌器，其优点是具有较大的搅拌能量、流体微团分散较好、溶解效果好，适用于中低黏度的流体混合；但是海洋石油平台空间小，设备的安装受到危险区域的影响，安全可靠性要求较高。

气体搅拌是流体搅拌中最常见的一种形式，通过把气体通入搅拌液内形成气液混合物，由于气体密度小且形成的气泡向上运动，从而对液体进行搅拌。与机械搅拌相比，气体搅拌具有运行稳定、结构简单和能耗低等优点，但有时过高的气速使传质系数下降而不利于传质。有些行业为了缓解单一形式搅拌器带来的缺陷，采取使用气体分布器通入气体，并在机械搅拌的作用下加强气液传质效果。

近期，美国DERRICK 公司针对海洋泥浆混合系统研发了1 种化学混合罐，该混合罐中的搅拌器就是利用气体推动搅拌器旋转，达到机械搅拌和流体搅拌双重效果。

本文探索新的搅拌形式，设计并提出一种以压力气体为动力的具有双重特性的搅拌器，不仅气体直接作用于介质进行气体搅拌，而且气体喷出后的反作用力也可推动桨叶转动进行机械搅拌。……