题目
当搅拌器的功率不变时,若搅拌过程是以宏观混合为目的(即大循环小剪切),宜采用()的叶轮搅拌器。A. 大直径、高转速B. 小直径、高转速C. 大直径、低转速D. 小直径、小转速
当搅拌器的功率不变时,若搅拌过程是以宏观混合为目的(即大循环小剪切),宜采用()的叶轮搅拌器。
A. 大直径、高转速
B. 小直径、高转速
C. 大直径、低转速
D. 小直径、小转速
题目解答
答案
C. 大直径、低转速
解析
本题考查搅拌器叶轮选择与搅拌目的的关系,核心在于理解宏观混合(大循环)与剪切力对叶轮参数的要求。
关键点:
- 宏观混合强调液体整体循环,需叶轮产生较大的推动力;
- 小剪切要求避免局部剧烈搅拌,需降低叶轮对液体的剪切作用;
- 在功率固定时,叶轮的直径与转速需平衡:大直径可降低转速,减少剪切,同时扩大搅拌范围。
搅拌器的功率公式为 $P \propto n^3 D^5$(功率与转速的三次方、直径的五次方成正比)。当功率固定时:
- 增大直径 $D$ → 需降低转速 $n$ 以维持功率恒定;
- 减小直径 $D$ → 需提高转速 $n$ 以维持功率恒定。
宏观混合需大循环,要求叶轮覆盖更大体积,因此大直径更优;而低转速可减少剪切力,避免局部混合。综上,大直径、低转速(选项C)最符合题意。