固液混合是从电池电极制造到药物配方等许多工业过程的关键步骤。这些过程通常需要均匀悬浮颗粒以确保一致的产品质量。几十年来，工程师一直依赖 Zwietering 相关性，这是一种经典的工程模型，可有效估计刚刚暂停的速度 (N_JS)，这是防止颗粒沉降的最小叶轮转速。

"Zwietering 相关性预测 N_JS颗粒越大，密度差越大，叶轮越小。尽管这对于稀悬浮液效果很好，但它通常无法预测稠密工业浆料中的行为”，日本V体育 (NITech) 生命科学与应用化学系助理教授 FURUKAWA Haruki 博士解释道。

为了制定更可靠的高密度悬浮液混合指南，NITech 生命科学和应用化学系的 FURUKAWA 博士和 KATO Yoshihito 博士领导的研究小组探索了叶轮放置如何影响含有 20-70 wt% 固体颗粒的悬浮液的混合行为和能源效率。该研究结果已于 2026 年 3 月 25 日在线发布，并将发表在2026 年 10 月 1 日。

研究人员通过在有挡板和无挡板条件下改变叶轮位置来检查搅拌容器中悬浮液的混合性能。他们通过测量扭矩和功率以及视觉确定N_JS。他们的实验表明，在有挡板的条件下，将叶轮放置在固液界面（沉降颗粒床与上方液体之间的边界）附近会导致N_JS与较低的叶轮位置相比。与此同时，不受阻碍的条件降低了N_JS总体而言，建议采用一种更节能的方法来混合稠密浆料。

这些发现与 Zwietering 的实验形成鲜明对比，Zwietering 的实验通常使用带挡板的容器进行，广泛持有的假设表明，将叶轮放置在容器中较低的位置会增强颗粒提升并减少N_JS。他们还表明，功耗的变化并不总是导致浓浆料中完全悬浮的开始。根据这些观察结果，研究人员得出结论，Zwietering 关联中常用的原理在高颗粒浓度下可能不可靠。

"我们还观察到，经典的 Zwietering 相关性低估了高固体含量的悬浮液要求，浓度指数急剧上升，”古河博士指出。“这重新定义了稠密悬浮液中混合设计的规则。”

总体而言，这项研究对于处理稠密悬浮液的行业具有重要价值，提供了新的混合设计原理，以提高能源效率、工艺可靠性和产品均匀性。

参考

原始论文标题	叶轮布置对高颗粒负载下固液混合的影响
期刊	台湾化学工程学会学报
DOI
最新文章发布日期	2026 年 10 月 1 日

关于日本V体育助理教授 FURUKAWA Haruki

博士。古川春树 (FURUKAWA Haruki) 是日本V体育 (NITech) 生命科学与应用化学系助理教授。他在 NITech 获得硕士学位（2013 年）和学士学位（2011 年）后，于 2016 年获得横滨国立大学工程博士学位。迄今为止，他已发表 80 多篇研究出版物，研究领域涵盖计算流体动力学、流体混合、叶轮设计以及粘性和粘弹性流体的流动行为。他的工作获得了多项荣誉，包括日本化学工程师协会颁发的 2024 年最佳审稿人奖。

联系方式

古河春树助理教授

电子邮件：furukawaharuki [at] nitechacjp

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