靜態混合器主要技術參數的確定
流型選擇
根據流體物性、混合要求來確定流體流型。流型受表觀的空管內徑流速控制。1 對于中、高粘度流體的混合、傳熱、慢化學反應，適宜于層流條件操作，流體流速控制在0.1～0.3 m/s。
2 對于低、中粘度流體的混合、萃取、中和、傳熱、中速反應，適宜于過渡流或湍流條件下工作，流體流速控制在0.3～0.8m/s。
3 對于低粘度難混合流體的混合、乳化、快速反應、預反應等過程，適宜于湍流條件下工作，流體流速控制在0.8～1.2m/s。
4 對于氣-氣、液-氣的混合、萃取吸收、強化傳熱過程，控制氣體流速在1.2～14 m/s的完全湍流條件下工作。
5對于液-固混合、萃取，適宜于湍流條件下工作，設計選型時，原則上取液體流速大于固體最大顆粒在液體中的沉降速度。固體顆粒在液體中的沉降速度用斯托克斯（Stokes）定律來計算：
(2.0.1)式中
V顆粒——沉降速度，m/s；
d——顆粒最大直徑，m；
ρ顆粒、ρ液體——操作工況條件下，顆粒、液體的密度，kg/m“；
μ——操作工況條件下的液體動力粘度，mPa·s；
g——重力加速度，9.81m/s2。
靜態混合器混合效果與長度的關系
靜態混合器長度的確定：一是由工藝本身的要求，二是通過基礎實驗和實際應用經驗來確定注①。1 湍流條件下，混合效果與混合器長度無關，也就是在給定混合器長度后再增加長度，其混合效果不會有明顯的變化。推薦長度與管徑之比L/D＝7～10（SK型混合長度相當于L/D＝10～15）。
2 過渡流條件下，推薦長度與管徑之比L/D＝10～15。
3 層流條件下，混合效果與混合器長度有關，一般推薦長度為L/D＝10～30。
4 對于既要混合均勻，又要盡快分層的萃取過程，在控制流型情況下，混合器長度取L/D＝7～10。
5 流體的連續相與分散相的體積百分比和粘度比關系，如果相差懸殊，混合效果與混合器長度有關，一般取上述推薦長度的上限（大值）。
6 對于乳化、傳質、傳熱的過程，混合器長度應根據工藝要求另行確定。
注：①以上所列混合效果與混合器長度的關系是指液-液、液-氣、液-固混合過程的數據，對于氣-氣混合過程，其混合比較容易，在完全湍流情況下L/D＝2～5即可。靜態混合器的壓力降計算公式
對于系統壓力較高的工藝過程，靜態混合器產生的壓力降相對比較小，對工藝壓力不會產生大的影響。但對系統壓力較低的工藝過程，設置靜態混合器后要進行壓力降計算，以適應工藝要求。1 SV型、SX型、SL型壓力降計算公式：
（2.0.3-1）
(2.0.3-2)水力直徑(dh)定義為混合單元空隙體積的4倍與潤濕表面積（混合單元和管壁面積）之比：
(2.0.3-3)式中
ΔP——單位長度靜態混合器壓力降，Pa；
f——摩擦系數；
ρc——工作條件下連續相流體密度，kg/m3；
u——混合流體流速（以空管內徑計），m/s；
ε——靜態混合器空隙率，ε=1—Aδ
dh——水力直徑，m；
Reε——雷諾數；
μ——工作條件下連續相粘度，Pa·s；
L——靜態混合器長度，m；
ΔA——混合單元總單面面積，m2；
A——SV型，每m2體積中的混合單元單面面積，m2/m3
| dh mm | 2.3 | 3.5 | 5 | 7 | 15 | 20 |
| A m2/m3 | 700 | 475 | 350 | 260 | 125 | 90 |
δ——混合單元材料厚度，m，一般δ= 0.0002m；
D——管內徑，m。
摩擦系數（f）與雷諾數（Re）的關系式見表2.0.3-1和圖2.0.3所示。
- SH型、SK型壓力降計算公式
(2.0.3-4)
(2.0.3-5)摩擦系數（f）雷諾數（ReD）的關系式見表2.0.3-2和圖2.0.3所示。關系式的壓力降計算值允許偏差±30％，適用于液-液、液-氣、液-固混合。
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SV型、SX型、SL型靜態混合器f與Reε關系式 |
表2.0.3-1 |
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混合器類型 |
SV-2.5/D |
SV-3.5/D |
SV-5～15/D |
SX型 |
SL型 |
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層流區 |
范 圍 關系式 |
Reε≤23 f＝139/Reε |
Reε≤23 f＝139/Reε |
Reε≤150 f＝150/Reε |
Reε≤13 f＝235/Reε |
Reε≤10 f＝156/Reε |
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過渡流區 |
范 圍 關系式 |
23＜Reε≤150 f＝ 23.1Reε-0.428 |
23＜Reε≤150 f＝ 43.7Reε-0.631 |
— — |
13＜Reε≤70 f＝ 74.7Reε-0.476 |
10＜Reε≤100 f＝ 57.7Reε-0.568 |
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湍流區 |
范 圍 關系式 |
150＜Reε≤2400 f＝ 14.1Reε-0.329 |
150＜Reε≤2400 f＝ 10.3Reε-0.351 |
Reε＞150 f≈1.0 |
70＜Reε≤2000 f＝ 22.3Reε-0.194 |
100＜Reε≤3000 f＝ 10.8Reε-0.205 |
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完全湍流區 |
范 圍 關系式 |
Reε＞2400 f≈1.09 |
Reε＞2400 f≈0.702 |
— — |
Reε＞2000 f≈5.11 |
Reε＞3000 f≈2.10 |
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SL型、SK型靜態混合器f與ReD關系式 |
表2.0.3-2 |
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混合器類型 |
SH型 |
SK型 |
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層流區 |
范 圍 關系式 |
ReD≤30 f＝3500/ReD |
ReD≤23 f＝430/ReD |
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過渡流區 |
范 圍 關系式 |
30＜Reε≤320 f＝646ReD-0.503 |
23＜Reε≤300 f＝87.2ReD-0.491 |
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湍流區 |
范 圍 關系式 |
ReD＞320 f＝80.1ReD-0.141 |
300＜ReD≤11000 f＝17.0ReD-0.205 |
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完全湍流區 |
范 圍 關系式 |
— — |
ReD＞11000 f≈2.53 |
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氣-氣混合壓力降計算公式
氣-氣混合一般均采用SV型靜態混合器，其壓力降與靜態混合器長度和流速成正比，與混合單元水力直徑成反比。對不同規格SV型靜態混合器測試，關聯成以下經驗計算公式：
(2.0.3-6)
式中
ΔP——單位長度靜態混合器壓力降，Pa；
u——混合氣工作條件下流速，m/s;
ρc——工作條件下混合氣密度，kg/m3；
L——靜態混合器長度，m；
dh——水力直徑，mm。
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