恒溫鼓泡器中,汽泡數(shù)量及攪拌強(qiáng)度受表面氣速、氣體分布器設(shè)計(jì)方案、液態(tài)物理性能、工藝條件(轉(zhuǎn)速比、入料方法)、機(jī)器設(shè)備構(gòu)造(隔板、內(nèi)部構(gòu)件)及外部主要參數(shù)(環(huán)境溫度、工作壓力)共同影響。以下屬于對各個(gè)相關(guān)因素的深入分析:
1.表面氣速
界定:表面氣速就是指氣體通過鼓泡器截面速度,是決定汽泡數(shù)量及攪拌強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。
危害:伴隨著表面氣速的提高,鼓泡器內(nèi)汽泡數(shù)量增多,攪拌強(qiáng)度擴(kuò)大。在低表面氣速下,鼓泡器內(nèi)很有可能處在清靜鼓泡區(qū),汽泡尺寸均一,攪拌強(qiáng)度較差。伴隨著表面氣速的提高,鼓泡器內(nèi)逐步進(jìn)入過渡帶與非勻稱鼓包區(qū),汽泡尺寸發(fā)展不平衡,攪拌強(qiáng)度明顯提高。
2.氣體分布器設(shè)計(jì)方案
界定:氣體分布器是恒溫鼓泡器的關(guān)鍵部件,用于將汽體均勻分散到液體中。
危害:氣體分布裝置的設(shè)計(jì)方案直接關(guān)系汽泡大小和遍布。比如,雙孔氣體分布器在低氣速下形成尺寸均一的汽泡,而多孔結(jié)構(gòu)氣體分布器則能夠形成大量、較小的汽泡,從而提升攪拌強(qiáng)度。除此之外,氣體分布裝置的直徑尺寸、孔數(shù)及其遍布方法等也會影響到汽泡數(shù)量和攪拌強(qiáng)度。
3.液態(tài)物理性能
界定:液態(tài)物理性能包含液體黏度、相對密度、界面張力等。
危害:液態(tài)物理性能對汽泡的形成和健身運(yùn)動有重要影響。比如,低粘度液態(tài)也會增加氣泡形成的阻力,造成汽泡數(shù)量減少、尺寸擴(kuò)大;而高粘度液態(tài)則有利于汽泡的形成和運(yùn)動,從而增加汽泡數(shù)量及攪拌強(qiáng)度。除此之外,液體的表面張力也會影響到氣泡的可靠性,從而影響拌和實(shí)際效果。
4.工藝條件
拌和轉(zhuǎn)速比:拌和轉(zhuǎn)速比是決定攪拌強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。提升拌和轉(zhuǎn)速比能增強(qiáng)液體湍動水平,進(jìn)而提升攪拌強(qiáng)度。但太高的拌和轉(zhuǎn)速比也會導(dǎo)致氣泡破裂、液態(tài)濺出等諸多問題。
入料方法:入料方法也會影響到汽泡數(shù)量和攪拌強(qiáng)度。比如,緩慢而均勻的添加生成物能夠減少拌和環(huán)節(jié)中引進(jìn)的氣量,從而減少汽泡總數(shù);而快速添加生成物則可能增加汽泡數(shù)量及攪拌強(qiáng)度。
5.機(jī)器設(shè)備構(gòu)造
隔板:在恒溫鼓泡器內(nèi)設(shè)置隔板能夠改變液體流動方向,避免液態(tài)產(chǎn)生渦旋,提升液體湍動水平,進(jìn)而提升攪拌強(qiáng)度。隔板的總數(shù)、寬度和安裝方式等可能會影響拌和實(shí)際效果。
內(nèi)部構(gòu)件:鼓包器內(nèi)裝有隔板、金屬材料絲網(wǎng)填料等內(nèi)部構(gòu)件時(shí),可讓汽泡尺寸均勻一致,從而使汽泡群升高速度變慢,從而增加氣含率及攪拌強(qiáng)度。
6.溫度和工作壓力
環(huán)境溫度:溫度會危害液體粘度和界面張力等物理參數(shù),從而影響汽泡的形成和健身運(yùn)動。比如,高溫下,液體黏度減少、界面張力減少,有益于汽泡的形成和健身運(yùn)動;而在低溫下剛好相反。
工作壓力:工作壓力也會影響到汽泡的形成和運(yùn)動。加重負(fù)擔(dān)會讓汽泡容積減少、數(shù)量增多;而減少工作壓力則會使汽泡體積增大、數(shù)量減少。