攪拌裝置的分析選擇

1、任務：A0102-3 攪拌裝置的分析選擇 第二組第二組: 王佩垚王佩垚 釜式反應器的攪拌裝置組成 攪拌設備主要由攪拌裝置、攪拌罐和軸與軸封3大部分組 成。攪拌裝置包括傳動裝置、攪拌器以及攪拌軸。而攪拌 罐則包括罐體以及附件。 1 1 電機；電機； 2 2 傳動裝置；傳動裝置； 3 3 罐體；罐體； 4 4 料管；料管； 5 5 擋板；擋板； 6 6 出料管；出料管； 7 7 攪拌器；攪拌器； 8 8 溫度計插管；溫度計插管； 攪拌設備結(jié)構(gòu)圖攪拌設備結(jié)構(gòu)圖 攪拌器攪拌器 定義定義 功能功能 攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應器的關(guān)鍵攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌反應器的關(guān)鍵 部件。部件。

2、 提供過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài)。提供過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài)。 原理原理攪拌器旋轉(zhuǎn)時把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近形攪拌器旋轉(zhuǎn)時把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近形 成高湍動的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流推動液成高湍動的充分混合區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流推動液 體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動。體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動。 流型流型 流體循環(huán)流動的途徑。流體循環(huán)流動的途徑。 一、攪拌器分類一、攪拌器分類 1 按流體流動形態(tài)按流體流動形態(tài) 軸向流攪拌器軸向流攪拌器 徑向流攪拌器徑向流攪拌器 2 按結(jié)構(gòu)分為按結(jié)構(gòu)分為 平葉平葉 折葉折葉 螺旋面葉螺旋面葉 槳式、渦輪式、框式和槳式、渦輪式、框式和

3、錨式的槳葉都有平葉和錨式的槳葉都有平葉和 折葉兩種結(jié)構(gòu)折葉兩種結(jié)構(gòu) 推進式、螺桿式和螺帶推進式、螺桿式和螺帶 式的槳葉為螺旋面葉式的槳葉為螺旋面葉 混合流攪拌器混合流攪拌器 軸向流攪拌器軸向流攪拌器 3 按攪拌用途按攪拌用途 分為分為 低低粘流體粘流體 用攪拌器用攪拌器 高高粘流體粘流體 用攪拌器用攪拌器 低粘流體攪拌器有：低粘流體攪拌器有： 推進式、長薄葉螺旋槳、推進式、長薄葉螺旋槳、 槳式、開啟渦輪式、圓盤槳式、開啟渦輪式、圓盤 渦輪式、布魯馬金式、板渦輪式、布魯馬金式、板 框槳式、三葉后彎式、框槳式、三葉后彎式、MIG 和改進和改進MIG等。等。 高粘流體攪拌器有：高粘流體攪拌器有： 錨

4、式、框式、鋸齒圓盤式、錨式、框式、鋸齒圓盤式、 螺旋槳式、螺帶式（單螺帶、螺旋槳式、螺帶式（單螺帶、 雙螺帶）、螺旋雙螺帶）、螺旋螺帶式等。螺帶式等。 攪拌器流型分類圖譜攪拌器流型分類圖譜 軸流式軸流式混流式混流式徑流式徑流式 攪拌器攪拌器 二、幾種常用攪拌器：二、幾種常用攪拌器： 1. 槳式攪拌器槳式攪拌器 a 結(jié)構(gòu)最簡單結(jié)構(gòu)最簡單 b 葉片用扁鋼制成，焊葉片用扁鋼制成，焊 接或用螺栓固定在接或用螺栓固定在 輪輪 轂上，葉片數(shù)是轂上，葉片數(shù)是2、 3 或或4 片，葉片形式可片，葉片形式可 分為平直葉式和折分為平直葉式和折 葉葉 式兩種。式兩種。 槳式攪拌器槳式攪拌器 主要應用主要應用 3也用

5、于高粘流體攪拌，促進流體的上下交換，代也用于高粘流體攪拌，促進流體的上下交換，代 替價格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。替價格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。 1液液液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，液系中用于防止分離、使罐的溫度均一， 固固液系中多用于防止固體沉降。液系中多用于防止固體沉降。 2主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉 式比平直葉式的功耗少，操作費用低，式比平直葉式的功耗少，操作費用低，故軸流槳葉故軸流槳葉 使使 用較多。用較多。 缺點：缺點：不能用于以保持氣體和以細微化為目不能用于以保持氣體和以細微化為目 的的 的氣的氣液分

6、散操作中。液分散操作中。 2. 推進式攪拌器推進式攪拌器 推進式攪拌器（又稱船用推進器）推進式攪拌器（又稱船用推進器） 常用于低粘流體中。常用于低粘流體中。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 標準推進式攪拌器有三瓣葉標準推進式攪拌器有三瓣葉 片，其螺距與槳直徑片，其螺距與槳直徑d相等。相等。 它直徑較小，它直徑較小，d/D=1/41/3， 葉端速度一般為葉端速度一般為 710 m/s， 最高達最高達15 m/s。 推進式攪拌器推進式攪拌器 特點：特點： 攪拌時流體的湍流程度不高攪拌時流體的湍流程度不高 循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)簡單循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)簡單 制造方便。制造方便。 推進式攪拌器推進式攪拌器攪拌時：攪拌時： 流體由槳葉

7、上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排出，流體至容流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排出，流體至容 器底再沿壁面返至槳葉上方，形成軸向流動。器底再沿壁面返至槳葉上方，形成軸向流動。 循環(huán)性能好，剪切作用不大，屬于循環(huán)型攪拌器循環(huán)性能好，剪切作用不大，屬于循環(huán)型攪拌器 應用：應用： 11粘度低、流量大的場合，用較小的攪拌功率，能獲得粘度低、流量大的場合，用較小的攪拌功率，能獲得 較好的攪拌效果。較好的攪拌效果。 22主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固主要用于液液系混合、使溫度均勻，在低濃度固 液系中防止淤泥沉降等液系中防止淤泥沉降等 改進：改進： 容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、容器內(nèi)裝擋板、

8、攪拌軸偏心安裝、 攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。 3渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 （又稱透平式葉輪），（又稱透平式葉輪）， 是應用較廣的一種攪是應用較廣的一種攪 拌器，能有效地完成拌器，能有效地完成 幾乎所有的攪拌操作，幾乎所有的攪拌操作， 并能處理粘度范圍很并能處理粘度范圍很 廣的流體。廣的流體。 開式有：開式有： 平直葉、斜葉、彎葉等。平直葉、斜葉、彎葉等。 葉片數(shù)為葉片數(shù)為2葉和葉和4葉葉 盤式有：盤式有： 圓盤平直葉、圓盤斜葉、圓盤平直葉、圓盤斜葉、 圓盤彎葉等。葉片數(shù)常圓盤彎葉等。葉片數(shù)常 為為6葉。葉。 *

9、* 為改善流動狀況，有時把槳葉制成凹形或箭形為改善流動狀況，有時把槳葉制成凹形或箭形 渦輪式攪拌器分為渦輪式攪拌器分為 盤式盤式 開式開式 渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團分散得渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團分散得 很細，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液很細，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液液分散、液分散、 液液固懸浮，以及促進良好的傳熱、傳質(zhì)和化學反應。固懸浮，以及促進良好的傳熱、傳質(zhì)和化學反應。 平直葉平直葉剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。剪切作用較大，屬剪切型攪拌器。 彎葉彎葉 指葉片朝著流動方向彎曲，可降低功率指葉片朝著流動方向彎曲，可降低功率 消耗，適用于含有

10、易碎固體顆粒的流體攪拌。消耗，適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。 應用應用: 4錨式攪拌器錨式攪拌器 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單, 適用于粘度在適用于粘度在100Pas 以下的流體攪拌，當流以下的流體攪拌，當流 體粘度在體粘度在10100Pas 時，可在錨式槳中間加時，可在錨式槳中間加 一橫槳葉，即為一橫槳葉，即為框式攪框式攪 拌器，拌器，以增加容器中部以增加容器中部 的混合。的混合。 錨式攪拌器錨式攪拌器 應用應用: 錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對混合錨式或框式槳葉的混合效果并不理想，只適用于對混合 要求不太高的場合。要求不太高的場合。 由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其它攪拌器由于錨式

11、攪拌器在容器壁附近流速比其它攪拌器 大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、大，能得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、 晶析操作。晶析操作。 常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。 當攪拌粘度大于當攪拌粘度大于100Pas 的流體時，應采用螺帶的流體時，應采用螺帶 式或螺桿式。式或螺桿式。 二、攪拌器的選用二、攪拌器的選用 選用時除滿足工藝要求外，還應考慮功耗低、操作選用時除滿足工藝要求外，還應考慮功耗低、操作 費用省，以及制造、維護和檢修方便等因素。費用省，以及制造、維護和檢修方便等因素。 攪拌器選型一般從三個方面考慮攪拌器選型一般從三個方面考慮 攪拌目的攪拌

12、目的 物料粘度物料粘度 攪拌容器容積的大小攪拌容器容積的大小 常用攪拌器的適用場合常用攪拌器的適用場合 推進式攪拌器推進式攪拌器用于低粘度流體的混合，循環(huán)能力強，用于低粘度流體的混合，循環(huán)能力強， 動力消耗小，可應用到很大容積的攪動力消耗小，可應用到很大容積的攪 拌容器中。拌容器中。 槳式攪拌器槳式攪拌器 結(jié)構(gòu)簡單，在小容積的流體混合中應結(jié)構(gòu)簡單，在小容積的流體混合中應 用較廣，對大容積的流體混合，循環(huán)用較廣，對大容積的流體混合，循環(huán) 能力不足。能力不足。 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器應用范圍較廣，各種攪拌操作都適用，應用范圍較廣，各種攪拌操作都適用， 但流體粘度不宜超過但流體粘度不宜超過50Pa

13、s。 拌器選型步驟分析介紹： 1.按照工藝條件、攪拌目的和要求，選擇攪拌器型式，選 擇攪拌器型式時應充分掌握攪拌器的動力特性和攪拌器在 攪拌過程中所產(chǎn)生的流動狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關(guān)系。 2.按照所確定的攪拌器型式及攪拌器在攪拌過程中所產(chǎn)生 的流動狀態(tài)，工藝對攪拌混合時間、沉降速度、分散度的 控制要求，通過實驗手段和計算機模擬設計，確定電動機 功率、攪拌速度、攪拌器直徑。 3.按照電動機功率、攪拌轉(zhuǎn)速及工藝條件，從減速機選型 表中選擇確定減速機機型。如果按照實際工作扭矩來選擇 減速機，則實際工作扭矩應小于減速機許用扭矩。 4.按照減速機的輸出軸頭d和攪拌軸系支承方式選擇與d相 同型號規(guī)格的機架、聯(lián)軸器 拌器選型步驟分析介紹： 5.按照機架攪拌軸頭按照機架攪拌軸頭dodo尺寸、安裝容納空間及工尺寸、安裝容納空間及工 作壓力、工作溫度選擇軸封型式作壓力、工作溫度選擇軸封型式 6.按照按照安裝形式和結(jié)構(gòu)要求安裝形式和結(jié)構(gòu)要求，設計選擇攪拌軸結(jié)，設計選擇攪拌軸結(jié) 構(gòu)型式，并校檢其強度、剛度。構(gòu)型式，并校檢其強度、剛度。 如按如按剛性軸剛性軸設計，在滿足強度條件下設計，在滿足強度條件下n/nk0.7n/nk0.7 如按如按柔性軸柔性軸設計，在滿足強度條件下設計，在滿足強度條件下n/nk=1.