攪拌器是利用攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)向釜內(nèi)流體輸入機(jī)械能，從而使流體獲得適宜的流動(dòng)場(chǎng)的機(jī)械裝置。攪拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍很廣，尤其在化工生產(chǎn)中，幾乎所有的化工部門(mén)或多或少地都存在著攪拌操作。甚**在近些年來(lái)高速發(fā)展的高分子工業(yè)中，作為生產(chǎn)高分子材料的核心設(shè)備的聚合反應(yīng)器中 90% 是攪拌設(shè)備。攪拌操作作為過(guò)程工業(yè)的基本單元操作是化工反應(yīng)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，其原理涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)等多種過(guò)程，攪
 
拌過(guò)程就是在流動(dòng)場(chǎng)中進(jìn)行動(dòng)量傳遞或是包括動(dòng)
 
量、熱量、質(zhì)量傳遞及化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。
 
雖然攪拌設(shè)備歷史悠久，應(yīng)用范圍廣泛，但是針對(duì)攪拌操作的研究卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。攪拌操作所涉及的因素極為復(fù)雜: 攪拌的物料的物性千差萬(wàn)別，攪拌的目的也不盡相同，攪拌設(shè)備形式多種多樣，再加上物料在攪拌設(shè)備內(nèi)部流動(dòng)極其復(fù)雜，如何合理正確地設(shè)計(jì)以及選擇攪拌器都沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)密的理論指導(dǎo)，
 
在很大程度上仍依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
 
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化工、醫(yī)藥以及石油等各個(gè)行業(yè)對(duì)攪拌操作的要求越來(lái)越高，攪拌的物料也呈現(xiàn)出復(fù)雜性，不再是低黏度的牛頓流體，高黏度、變黏度的流體也經(jīng)常碰到。在化工行業(yè)中，常見(jiàn)的攪拌形式是機(jī)械攪拌、噴射攪拌以及氣流攪拌等，由于機(jī)械攪拌在化工行業(yè)中仍舊占據(jù)著重要的地位，因而本文主要對(duì)近幾年來(lái)機(jī)械攪拌器的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了分析、歸納，介紹了部分研究成果，并
 
提出研究尚不充分的問(wèn)題，為進(jìn)一步研究提供參考。
 
1 傳統(tǒng)攪拌器研究熱點(diǎn)
 
1. 1  大型化
 
攪拌器在服從系列化和多樣化的同時(shí)也日趨大
 
型化。例如 PVC、乙烯、聚醚、順丁橡膠等裝置中使用的攪拌反應(yīng)釜容積都已經(jīng)達(dá)到 70 m³ 以上，我GG內(nèi)研制的年產(chǎn) 40 萬(wàn) t 的關(guān)鍵設(shè)備 PVC 聚合釜
 
( LF135 聚合釜) 的容積已經(jīng)達(dá)到了 135 m³ ，這也是
［1］，
目前亞洲地區(qū)投入的**大容積的聚合釜 G內(nèi)其他化工行業(yè)大型生產(chǎn)裝置的反應(yīng)釜容積已經(jīng)達(dá)到
 
200 m³ 左右，而在發(fā)酵工程中，發(fā)酵罐體積已經(jīng)達(dá)到了 350 m³ 。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，外G的大型化攪拌器已經(jīng)達(dá)到 1 000 m³ 以上。
 
采用大型化的攪拌器具有非常多的優(yōu)點(diǎn): 可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和均一性，減少裝置的占地面積，降
低裝置建設(shè)投資，降低裝置的生產(chǎn)管理和維修費(fèi)用，同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。但是，設(shè)備的大型化過(guò)程對(duì)科研與設(shè)計(jì)單位提出了更高的要求，即如何把基礎(chǔ)研究的結(jié)果、單元操作的有關(guān)理論與具體工藝過(guò)程的要求有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。例如，大型攪拌器的壁厚比較厚，應(yīng)更好地解決傳熱問(wèn)題，大型攪拌器

的攪拌軸一般比較長(zhǎng)，攪拌軸承受的扭矩也更大，這
 
不僅對(duì)攪拌器生產(chǎn)提出了更高的要求，也對(duì)攪拌器
 
的安裝精度提出了更高的要求。
 
1. 2 微型化和集成化
 
隨著納米材料以及微機(jī)電系統(tǒng)( micro －electro － mechanical systems，MEMS) 的迅速發(fā)展，微型化和集成化成為化工技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，我G微化工技術(shù)起源于 2000 年，經(jīng)歷 10 年多的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成就。微混合器作為微化工關(guān)鍵設(shè)備之一，由于其獨(dú)特的優(yōu)越性成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。
 
微混合器可以根據(jù)有無(wú)外界驅(qū)動(dòng)力分為主動(dòng)式
 
微混合器和被動(dòng)式微混合器。主動(dòng)式混合器主要是利用外場(chǎng)的作用產(chǎn)生液體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行混合，例如微流體超聲波混合器、磁力攪拌微混合器、動(dòng)電式微混合器、壓力擾動(dòng)式微混合器、電滲流微混
［2 － 4］
合器等等 。被動(dòng)式混合器主要依靠管道的內(nèi)部
 
結(jié)構(gòu)和形狀，盡可能增大混合面積以達(dá)到增強(qiáng)混合的效果，近年發(fā)展出來(lái)的微混合器主要有混沌微混合器、T 型微混合器、靜態(tài)微混合器、分流微混合器
［5 － 8］
等等 。
 
微混合器具有許多優(yōu)點(diǎn)，具有非常大的面容比、
 
非常高的傳熱傳質(zhì)系數(shù)，可大幅度提高反應(yīng)過(guò)程中資源和能量的利用效率，同時(shí)體現(xiàn)出更高的選擇性，具有更高的安全性，并且易于控制，可以實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的連續(xù)和高度集成、分散和柔性生產(chǎn)，并具有易于
［9］
放大等優(yōu)點(diǎn) 。
 
G內(nèi)外近年來(lái)的研究熱點(diǎn)主要集中在微混合器
 
加工技術(shù)、研究流體流動(dòng)以及混合機(jī)理、研究微混合器的性能以及壓力降、利用 CFD 進(jìn)行模擬等方面，但是由于微尺度理論和技術(shù)都不完善，因此微混合
 
［10 － 14］
器的發(fā)展仍舊不成熟 ?，F(xiàn)在微混合器工業(yè)化
 
還是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)槲⒒旌掀鞯奶幚砟芰Ρ容^低，要
 
想實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模就必須對(duì)微混合器進(jìn)行放大，如
 
果單單利用微混合器數(shù)量的疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)放大，其檢測(cè)和控制的難度將大大增加，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)來(lái)說(shuō)成
［15］
本相對(duì)比較高 。微混合器還有一個(gè)缺點(diǎn)就是管
 
道容易堵塞，微混合器現(xiàn)在只能處理相對(duì)潔凈的物料，而對(duì)于有顆粒產(chǎn)生的物料則非常容易堵塞，其清

［16］	。相信在今后幾年，微混合器的
理過(guò)程非常復(fù)雜

 
研究重點(diǎn)將集中在微混合器與其他單元過(guò)程的集成、微混合器的放大、工業(yè)化應(yīng)用以及開(kāi)發(fā)新型清潔的微混合器等方面。
 1. 3 連續(xù)化傳統(tǒng)意義的攪拌器在生產(chǎn)的過(guò)程中往往不能連續(xù)生產(chǎn)，在攪拌操作結(jié)束之后就要停止攪拌進(jìn)行卸料，然后重新進(jìn)行裝料進(jìn)行生產(chǎn)，這種攪拌方式嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。尤其對(duì)于懸浮液和乳濁液來(lái)說(shuō)，在停止攪拌后會(huì)出現(xiàn)沉淀和分層，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因而近年來(lái)如何實(shí)現(xiàn)攪拌器的連續(xù)化生產(chǎn)也是攪拌器的研究熱點(diǎn)之一。
 
實(shí)現(xiàn)攪拌器的連續(xù)化操作具有很多優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于批量攪拌可以減少勞動(dòng)力，提高攪拌效率，降低生
產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于自動(dòng)化控制等等。
 
現(xiàn)在常用的連續(xù)攪拌器是將需要混合的物料以穩(wěn)定的流速流入攪拌器，攪拌器中的物料以同樣穩(wěn)定的流速流出攪拌器。物料的混合是通過(guò)攪拌器強(qiáng)烈的攪拌作用，在很短的時(shí)間內(nèi)使物料達(dá)到均勻混合，這種連續(xù)攪拌的方式主要適用于低黏度流體，而
 
對(duì)于高黏度流體則不很適用。在高黏度流體的攪拌
 
操作中常采用互換容器的方法實(shí)現(xiàn)半連續(xù)化生產(chǎn)，但需要設(shè)立多個(gè)攪拌罐，初期投資比較大。
 
連續(xù)化攪拌器的控制是一個(gè)難點(diǎn)，近年來(lái)的研
 
［17 － 18］
究主要集中在自動(dòng)化控制以及數(shù)值模擬上 。
 
近些年來(lái)發(fā)展出了很多可行的控制方案，基本可以滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的基本需求，但是仍舊有許多不足，隨
著電腦的發(fā)展以及新控制方案的提出，連續(xù)攪拌的自動(dòng)化控制水平會(huì)越來(lái)越高，所以攪拌器的連續(xù)化還有很大的發(fā)展空間。
 
1. 4 高黏度化
 
在石化、化妝品、制藥、涂料以及油墨等工業(yè)部門(mén)常常會(huì)遇到高黏度流體的攪拌操作，有的攪拌操作甚**是以固體產(chǎn)物為終結(jié)的。對(duì)于高黏度流體混合來(lái)說(shuō)，其流動(dòng)狀態(tài)往往是層流，因此高黏度流體的混合機(jī)制主要是剪切混合和對(duì)流混合，擴(kuò)散所起的作用不大。因而合理選擇和設(shè)計(jì)攪拌設(shè)備形式，研
 
究其混合效果，對(duì)于強(qiáng)化傳熱、提高混合質(zhì)量、改善
 

［19］	。近年來(lái)，高黏度流
被混合介質(zhì)的性能**關(guān)重要

體混合設(shè)備已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的立式單軸混合設(shè)備之外，還出現(xiàn)了立式雙軸混合設(shè)備、臥式單軸混合設(shè)備、臥式雙軸混合設(shè)備。這些混合設(shè)備的攪拌方式各種各樣，都各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，立
 
式單軸混合設(shè)備雖然制造簡(jiǎn)單，但是混合效率非常低; 臥式雙軸混合設(shè)備因?yàn)槠鋽嚢铇?gòu)件之間以及它們與混合器壁之間相互刮擦而具有自清潔作用，但
 
是其制造工藝比較復(fù)雜，對(duì)安裝精度要求比較高，另
 
外其混合特性的數(shù)據(jù)研究相對(duì)較少，因而在設(shè)計(jì)時(shí)理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)依據(jù)都比較少。近年來(lái)許多學(xué)者都致力于改進(jìn)或者開(kāi)發(fā)適合高黏度流體的攪拌器，
 

［20］
例如宋吉昌等 設(shè)計(jì)的適合高黏度流體攪拌的行
 
星輪式攪拌器，在 250 r /min 的轉(zhuǎn)速下，其混合效率是錨式攪拌器的 5 倍，是推進(jìn)式攪拌器的 11 倍。
 
目前，高黏度流體的混合仍舊是化工工藝中的難點(diǎn)。未來(lái)的研究重點(diǎn)將著重于開(kāi)發(fā)適合高黏度流體的新型高效攪拌器，逐步建立一套正確的方法來(lái)研究評(píng)估攪拌器的混合特性和功率特性。另外
 
CFD 技術(shù)對(duì)高黏度流體的預(yù)測(cè)能力并不是很強(qiáng)，如
 
何更精確地利用 CFD 技術(shù)來(lái)研究高黏度流體也是
 
發(fā)展的一個(gè)方向。
 
1. 5 節(jié)能化
 
節(jié)能與環(huán)保是 21 世紀(jì)科技發(fā)展的目標(biāo)之一，對(duì)
 
于攪拌操作來(lái)說(shuō)同樣面臨著合理利用資源、節(jié)能減排以及環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)。目前在攪拌操作中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的途徑有很多，主要是開(kāi)發(fā)新型節(jié)能攪拌器和
 
［21］
利用先進(jìn)的控制技術(shù)。例如**平玲等 研制的
 
JH－2 新型節(jié)能軸流式攪拌槳在相同的操作條件下
 
比同尺寸的三折葉攪拌槳節(jié)約了 20% ～ 30% 的功
 

［22］	通過(guò)弱化軸向流和強(qiáng)化軸向流來(lái)優(yōu)
率; 黃志堅(jiān)等

化發(fā)酵罐中的組合式攪拌器，使得改進(jìn)后的攪拌器
 

比原有攪拌器節(jié)能 20%	［23］	對(duì)同一
	左右; Masiuk 等

種攪拌器往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量消耗做了對(duì)比分析，分析結(jié)果指出往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功率消耗明顯小于
 

［24］	將變頻器應(yīng)用在發(fā)
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功率消耗; 姜洪松

酵罐中，根據(jù)發(fā)酵的不同時(shí)期改變攪拌器的轉(zhuǎn)速，不
 
僅節(jié)約了 20% ～ 45% 的能量，同時(shí)也提高了產(chǎn)量。
 
每一種攪拌器都不是**的，都有一定的適用范圍，合理地選型也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型、高效的攪拌設(shè)備將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，同時(shí)各種現(xiàn)代化的節(jié)能控制理論也將不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。
 
2 其他技術(shù)在攪拌器發(fā)展中的應(yīng)用
 
2. 1 數(shù)值模擬攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)展得比較早，但是
 
由于攪拌槽內(nèi)的流動(dòng)是三維和高度不穩(wěn)定的湍流，
 
脈動(dòng)和隨機(jī)湍流給流速測(cè)定帶來(lái)了很大的困難。比
 
較成熟的測(cè)量流場(chǎng)的方法是采用激光多普勒測(cè)速儀
 
( laser doppler velocimetry，LDV) 以及采用更先進(jìn)的粒子成像測(cè)速儀( particle image velocimetry，PIV) 來(lái)
 
測(cè)量攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)，LDV 測(cè)量只能在某一測(cè)點(diǎn)處一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，不能對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，因而第 31 卷第 10 期
 
［20］
例如宋吉昌等 設(shè)計(jì)的適合高黏度流體攪拌的行
 
星輪式攪拌器，在 250 r /min 的轉(zhuǎn)速下，其混合效率是錨式攪拌器的 5 倍，是推進(jìn)式攪拌器的 11 倍。
 
目前，高黏度流體的混合仍舊是化工工藝中的難點(diǎn)。未來(lái)的研究重點(diǎn)將著重于開(kāi)發(fā)適合高黏度流體的新型高效攪拌器，逐步建立一套正確的方法來(lái)研究評(píng)估攪拌器的混合特性和功率特性。另外
 
CFD 技術(shù)對(duì)高黏度流體的預(yù)測(cè)能力并不是很強(qiáng)，如
 
何更精確地利用 CFD 技術(shù)來(lái)研究高黏度流體也是
 
發(fā)展的一個(gè)方向。
 
1. 5 節(jié)能化
 
節(jié)能與環(huán)保是 21 世紀(jì)科技發(fā)展的目標(biāo)之一，對(duì)
 
于攪拌操作來(lái)說(shuō)同樣面臨著合理利用資源、節(jié)能減排以及環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)。目前在攪拌操作中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的途徑有很多，主要是開(kāi)發(fā)新型節(jié)能攪拌器和
 
［21］
利用先進(jìn)的控制技術(shù)。例如**平玲等 研制的
 
JH－2 新型節(jié)能軸流式攪拌槳在相同的操作條件下
 
比同尺寸的三折葉攪拌槳節(jié)約了 20% ～ 30% 的功
 

［22］	通過(guò)弱化軸向流和強(qiáng)化軸向流來(lái)優(yōu)
率; 黃志堅(jiān)等

化發(fā)酵罐中的組合式攪拌器，使得改進(jìn)后的攪拌器
 

比原有攪拌器節(jié)能 20%	［23］	對(duì)同一
	左右; Masiuk 等

種攪拌器往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量消耗做了對(duì)比分析，分析結(jié)果指出往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功率消耗明顯小于
 

［24］	將變頻器應(yīng)用在發(fā)
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功率消耗; 姜洪松

酵罐中，根據(jù)發(fā)酵的不同時(shí)期改變攪拌器的轉(zhuǎn)速，不
 
僅節(jié)約了 20% ～ 45% 的能量，同時(shí)也提高了產(chǎn)量。
 
每一種攪拌器都不是**的，都有一定的適用范圍，合理地選型也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型、高效的攪拌設(shè)備將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，同時(shí)各種現(xiàn)代化的節(jié)能控制理論也將不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。
 
2 其他技術(shù)在攪拌器發(fā)展中的應(yīng)用
 
2. 1 數(shù)值模擬攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)展得比較早，但是
 
由于攪拌槽內(nèi)的流動(dòng)是三維和高度不穩(wěn)定的湍流，
 
脈動(dòng)和隨機(jī)湍流給流速測(cè)定帶來(lái)了很大的困難。比
 
較成熟的測(cè)量流場(chǎng)的方法是采用激光多普勒測(cè)速儀
 
( laser doppler velocimetry，LDV) 以及采用更先進(jìn)的粒子成像測(cè)速儀( particle image velocimetry，PIV) 來(lái)
 
測(cè)量攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)，LDV 測(cè)量只能在某一測(cè)點(diǎn)處一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，不能對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行同時(shí)測(cè)量，因而
 
LDV 不能用于研究非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。PIV 可以瞬時(shí)得到整個(gè)流場(chǎng)的分布，目前 PIV 技術(shù)已經(jīng)不再局限于二維粒子圖像測(cè)速儀( 2DPIV) 技術(shù)，一些改進(jìn)的技術(shù)例如三維粒子圖像測(cè)速儀( 3DPIV) 以及時(shí)間解析粒

［25］	。
子圖像測(cè)速儀( TRPIV) 技術(shù)都已經(jīng)有了應(yīng)用

無(wú)論是 LDV 還是 PIV 技術(shù)，都需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行測(cè)量。近年來(lái)隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)( computational fluid dynamics，CFD) 技
 
術(shù)的發(fā)展為研究攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)提供了新的思路和方法。1982 年，Hervey **次將 CFD 方法引入到攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬，用 CFD 方法預(yù)測(cè)了攪拌槽內(nèi)的二維流場(chǎng)。近 30 年，CFD 技術(shù)得到了很大發(fā)展，在攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)模擬的研究中，較為成功的商業(yè)軟件有 PHOENICS、CFX、STAR －CD、FLUENT、PRO / E 等等。CFD 研究方法也比較多，目前應(yīng)用**廣泛也**成熟的是利用黑箱模型法 ( impeller boundary condition，IBC) 進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，除此之外，還有動(dòng)量源法、內(nèi)外迭代法、多重參考系法、滑移網(wǎng)格法、動(dòng)網(wǎng)
［26 － 27］
格法等等 。
 
CFD 技術(shù)雖然得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，有許多優(yōu)點(diǎn)，但是 CFD 技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)還是不夠成熟，有許多缺陷仍舊無(wú)法解決，例如黑箱模型法仍舊需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定幾何邊界，并且一套邊界條件只能用于相似的幾何體系，另外就是不能獲得槳葉附近流場(chǎng)的詳細(xì)信息，限制了數(shù)值模擬在裝置優(yōu)化和放大設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通用性不強(qiáng); 多重參考系法只對(duì)于定常流動(dòng)有意義，而且旋轉(zhuǎn)速度必須是常數(shù); 滑移網(wǎng)格法是一種非穩(wěn)態(tài)模擬方法，但是該方法計(jì)算資源比較大，對(duì)內(nèi)存、CPU 速度都有比較高的要求，另外即便采用很高的網(wǎng)格密度，對(duì)湍流動(dòng)能的預(yù)測(cè)仍然嚴(yán)重
 
［26］
偏低 。
 
早期的數(shù)值模擬一般側(cè)重于功率準(zhǔn)數(shù)、混合時(shí)間和傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)上，而對(duì)流動(dòng)本身的研究較少，早期的數(shù)值模擬也很少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。而近年來(lái)，G內(nèi)外的學(xué)者側(cè)重于對(duì)流場(chǎng)的模擬及功率耗散等，同時(shí)為了驗(yàn)證 CFD 模擬的精度，往往會(huì)利用 LDV、 PIV 技術(shù)以及示蹤技術(shù)等對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行實(shí)
［26，28］，
 
驗(yàn)論證 CFD 分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試兩者之間相輔相承，實(shí)驗(yàn)測(cè)試可以為數(shù)值計(jì)算的可靠性提供依據(jù)，而
 
數(shù)值計(jì)算有助于更直觀地捕獲流場(chǎng)特性，還可以補(bǔ)充某些測(cè)量手段無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)。
 
隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和商業(yè)軟件的不斷優(yōu)化，CFD 技術(shù)的模擬精度和預(yù)測(cè)能力必將越來(lái)越高，利用 CFD 技術(shù)不僅可以節(jié)約大量的人力、物力，同時(shí)也可以大大縮短攪拌器的設(shè)計(jì)周期，CFD 技術(shù)的發(fā)展必將為未來(lái)攪拌器的發(fā)展提供不竭的動(dòng)力。2. 2 智能化
 
攪拌過(guò)程的智能化是 21 世紀(jì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)
 
量，提高能源利用率以及滿(mǎn)足保護(hù)環(huán)境要求的主導(dǎo)方向。攪拌器的智能化包括 2 個(gè)方面: 一是攪拌器
 
的控制智能化; 二是攪拌器的設(shè)計(jì)智能化。
 
攪拌器智能化控制指的是在利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控
 
制攪拌器內(nèi)溫度、液位配料比等參數(shù)的控制系統(tǒng)。攪拌器的智能化控制具有非常多的優(yōu)點(diǎn): 可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低操作周期中的輔助時(shí)間，降低產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度，同時(shí)易于規(guī)?；a(chǎn)。
 
攪拌器的智能化設(shè)計(jì)指的是利用人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)程序相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)攪拌器的選型和設(shè)計(jì)的智能化。G內(nèi)**先是浙江大學(xué)開(kāi)發(fā)了攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)**系統(tǒng)，近年來(lái)其他的智能化設(shè)計(jì)軟件
 
［29］
也有相關(guān)的報(bào)道 。G外的攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)**系
 
統(tǒng)**早報(bào)道于 1990 年，Morrison 等開(kāi)發(fā)的攪拌器選型**系統(tǒng)，比較**的是 Bakker 等開(kāi)發(fā)的渦輪攪拌槳的設(shè)計(jì)**系統(tǒng) AgDesign。如今，G外有許多比較成熟的公司致力于開(kāi)發(fā)攪拌器設(shè)計(jì)軟件，例如
 
VisiMix 公司開(kāi)發(fā)的系列軟件等等。攪拌器的智能化設(shè)計(jì)可以提高設(shè)計(jì)效率，降低制作成本，減少人為因素所造成的差錯(cuò)率以及保證設(shè)備質(zhì)量等。攪拌器的智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)還不盡完善，很多數(shù)據(jù)具有局限性，因此需要在以后不斷進(jìn)行豐富和發(fā)展，同時(shí)未來(lái)的研究方向?qū)⒓性谂c其他模塊的集成上，逐步形成一個(gè)界面友好、功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
 
2. 3 反求工程
 
反求工程( reverse engineering) 這一術(shù)語(yǔ)起源于
 
20 世紀(jì) 60 年代，但直到 20 世紀(jì) 90 年代，反求工程才開(kāi)始蓬勃發(fā)展。反求工程是近幾年才被應(yīng)用到攪拌器的研究改進(jìn)上的。G際上近幾年來(lái)提出了一些新型攪拌器，我G沒(méi)有掌握其設(shè)計(jì)軟件，目前只能進(jìn)
 
口這些新型的攪拌器，不僅價(jià)格昂貴而且周期長(zhǎng)。在我GG內(nèi)，相關(guān)高校和企業(yè)對(duì)新型攪拌器也有研究開(kāi)發(fā)，但起步比較晚，又缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，總
 
體來(lái)說(shuō)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力不強(qiáng)。鑒于G際G內(nèi)的實(shí)際情況，利用計(jì)算機(jī)反求技術(shù)消化、吸收外G先進(jìn)攪拌器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而改進(jìn)提高并創(chuàng)新設(shè)計(jì)出新型攪拌器，可以極大地縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，對(duì)發(fā)展我G攪拌技術(shù)具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效
 

［30］	利用三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，利用 surface
益。袁建平等

軟件和 Pro /E 軟件獲得了原葉輪的三維實(shí)體造型，并完成葉輪模具的制造、葉輪的抗磨損性能研究和備件的G產(chǎn)化工作。
 
除了以上所闡述的研究熱點(diǎn)之外，攪拌器的研究仍舊有許多研究熱點(diǎn)，例如，如何滿(mǎn)足不同行業(yè)的
 
密封、衛(wèi)生、清潔要求等。
 
3 結(jié)論
 
( 1) 本文從不同的方面闡述了攪拌器的研究熱點(diǎn)，但這些研究熱點(diǎn)并不是孤立的，而是有機(jī)結(jié)合起來(lái)的，例如攪拌器的智能化控制本身就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，而攪拌器的節(jié)能化也是實(shí)現(xiàn)智能化控制的推動(dòng)力，攪拌器的大型化又為實(shí)現(xiàn)智能化和節(jié)能化提供了有利條件。
 
( 2) 攪拌器近年來(lái)的發(fā)展呈現(xiàn)出多樣性，不僅僅朝大型化和微型化發(fā)展，其連續(xù)化、節(jié)能化和智能化等方面也成為研究的熱點(diǎn)。
 
( 3) 攪拌器仍舊有許多問(wèn)題尚待解決，例如提
 
高 CFD 技術(shù)的預(yù)測(cè)能力和模擬精度，解決微型混合器的清潔問(wèn)題等。
 
( 4) LDV 和 PIV 等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和 CFD
 
技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，不僅有助于反映攪拌器內(nèi)流場(chǎng)宏觀特性和微觀流動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，更有助于促進(jìn)新型攪拌器的開(kāi)發(fā)和攪拌系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可
 
以降低研究風(fēng)險(xiǎn)，提高開(kāi)發(fā)效率。
 
攪拌操作是工業(yè)反應(yīng)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，攪拌混合設(shè)備在化學(xué)工業(yè)中扮演著非常重要的角色。隨著科技的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都要求有更快更好的攪拌技術(shù)，這必將為攪拌器的發(fā)展提供動(dòng)力; 同時(shí)，新材料、新加工工藝的出現(xiàn)也為新型攪拌器的開(kāi)發(fā)研制提供了便利條件。在現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的推動(dòng)下，新型高效的攪拌器將不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，攪拌器的選型也將日趨合理，攪拌器的發(fā)展必將走向一個(gè)更新的階段。