攪拌槳葉的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié) 攪拌槳葉的設(shè)計(jì)和選型一、攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)與組成 組成：攪拌器 電動(dòng)機(jī) 減速器 容器 排料管 擋板 適用物料：低粘度物料 二、混合機(jī)理利用低粘度物料流動(dòng)性好的特性實(shí)現(xiàn)混合1、對(duì)流混合在攪拌容器中，通過攪拌器的旋轉(zhuǎn)把機(jī)械能傳給液體物料造成液體的流動(dòng)，屬?gòu)?qiáng)制對(duì)流。包括兩種形式：（1）主體對(duì)流：攪拌器帶動(dòng)物料大范圍的循環(huán)流動(dòng)（2）渦流對(duì)流：旋渦的對(duì)流運(yùn)動(dòng) 液體層界面 強(qiáng)烈剪切 旋渦擴(kuò)散 主體對(duì)流 宏觀混合渦流對(duì)流對(duì)流混合速度取絕被混合物料的湍動(dòng)程度，湍動(dòng)程度 混合速度2、分子擴(kuò)散混合液體分子間的運(yùn)動(dòng) 微觀混合作用：形成液體分子間的均勻分布對(duì)流混合可提高分子擴(kuò)散混合3、剪切混

2、合剪切混合：攪拌槳直接與物料作用，把物料撕成越來越薄的薄層，達(dá)到混合的目的。高粘度過物料混合過程，主要是剪切作用。 三、混合效果的度量1、調(diào)勻度I設(shè)A、B兩種液體，各取體積vA及vB置于一容器中，則容器內(nèi)液體A的平均體積濃度CA0為：（理論值）經(jīng)過攪拌后，在容器各處取樣分析實(shí)際體積濃度CA，比較CA0 、CA ，若各處 CA0=CA 則表明攪拌均勻若各處 CA0=CA 則表明攪拌尚不均勻，偏離越大，均勻程度越差。引入調(diào)勻度衡量樣品與均勻狀態(tài)的偏離程度定義某液體的調(diào)勻度 I為：（當(dāng)樣品中CA < CA0時(shí)）或 （當(dāng)樣品中CA > CA0時(shí)）顯然 I 1若取m個(gè)樣品，則該樣品的平均調(diào)勻

3、度為當(dāng)混合均勻時(shí)2、混合尺度設(shè)有A、B兩種液體混合后達(dá)到微粒均布狀態(tài)。混合尺度分 設(shè)備尺度 微團(tuán)尺度 分子尺度對(duì)上述兩種狀態(tài)：在設(shè)備尺度上：兩者都是均勻的（宏觀均勻狀態(tài)）在微團(tuán)尺度上：兩者具有不同的均勻度。在分子尺度上：兩者都是不均勻的（當(dāng)微團(tuán)消失，稱分子尺度的均勻或微觀均 勻）如取樣尺寸遠(yuǎn)大于微團(tuán)尺寸，則兩種狀態(tài)的平均調(diào)勻度接近于己于1。 如取樣尺寸小到與b中微團(tuán)尺寸相近時(shí)，則b狀態(tài)調(diào)勻度下降，而a狀態(tài)調(diào)勻度不變。 即：同一個(gè)混合狀態(tài)的調(diào)勻度隨所取樣品的尺寸而變化，說明單平調(diào)勻度不能反映混合物的均勻程度四、攪拌機(jī)主要結(jié)構(gòu)1、攪拌器攪拌器由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，物料按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)（主體對(duì)流），槳型不同，

4、物料產(chǎn)生的流型不同。槳作用于物料，物料產(chǎn)生三個(gè)方向的速度分量：軸向分量經(jīng)向分量切向分量 當(dāng)m ，槳對(duì)中安裝， n 。 液體繞軸整體旋轉(zhuǎn)， 不利于混合。（1）旋槳式攪拌器類似于無(wú)殼的軸流泵結(jié)構(gòu)：特點(diǎn)：a、流型：軸流型，以軸流混合為主，伴有切向流，經(jīng)向流，湍動(dòng)程度不高。b、循環(huán)量大，適用于宏觀混合c、適用低粘度物料混合，m2000c p。d、槳轉(zhuǎn)速較高，圓周速度u=515m/s n=100500rpme、d j=(0.20.5)D (以0.33居多)（2）渦輪式攪拌器相似于無(wú)殼的離心泵組成：圓盤、軸、 葉片（48）特點(diǎn)：流型：徑向流型 伴有 軸向流 切向流有兩個(gè)回路易產(chǎn)生“分層效應(yīng)”（不適于混合含

5、有較重固體顆粒懸浮液） d j=（0.20.5)D (0.33居多) d j：L：b=20：5：4 適合混合中低粘度的物料， m5000c u=48m/s n=10300r.p.m。 回路較曲折，出口速度大，湍動(dòng)程度強(qiáng)，剪切力大，可將微團(tuán)細(xì)化。（3）槳式攪拌器當(dāng)m 攪拌器 提供的機(jī)械能因粘性阻力而消耗 湍動(dòng)程度 主體流動(dòng)范圍例：同一規(guī)格的渦輪式攪拌器，混合不同粘度的物料，混合效果差別很大。水的攪動(dòng)范圍為4D當(dāng)m5000c p時(shí)，其攪動(dòng)范圍為0.5D，離槳較遠(yuǎn)處流體流動(dòng)緩慢，甚至靜止，混合效果不佳。當(dāng)m 時(shí)，應(yīng)采用D n的槳結(jié)構(gòu)：槳式攪拌器特點(diǎn)：槳葉尺寸大, dj/D=0.50.8 寬度大,b：

6、dj=0.10.25轉(zhuǎn)速低,u=1.52m/s ; n=1100 rpm流型： 徑向流 切向流 槳葉傾斜，可產(chǎn)生小范圍軸向流適合低粘度物料5000CP當(dāng)容器內(nèi)液位較高時(shí)，可在同一軸上安裝 幾個(gè)槳葉。（4）錨刪式攪拌器 結(jié)構(gòu)：2、攪拌容器形狀：圓弧底：有利于產(chǎn)生流型，加速混合，沒有死角，功耗低。錐型底：有利于底部排料，流型差，底部易產(chǎn)生停滯現(xiàn)象， 均勻程 度差。 （2）設(shè)計(jì)容器壁厚按壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3）容器容量及結(jié)構(gòu)尺寸容器長(zhǎng)徑流比H/D根據(jù)實(shí)驗(yàn)一般： H/D=13 液固相 液液相 H/D=12 氣液相 H/D=1.7 2.5發(fā)酵容器攪拌容器裝料量攪拌容器裝滿程度用裝滿系數(shù)

7、 表示 =Vg/ V 式中: V g 實(shí)際盛裝物料的容積 V 容器全容積=0.60.85如攪拌過程中起泡沫或呈沸騰狀態(tài)=0.60.7 (取低值)當(dāng)物料反映平穩(wěn)或粘度較大時(shí)=0.80.85 (取高值)容器直徑與高度確定方法:先初算(忽略封頭容積),后較核計(jì)算.直徑計(jì)算:將H/D 及V=V g/ 代入注:D應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑容器高度計(jì)算:式中:v 封頭部分容積注:H應(yīng)圓整校核:H/D 及值是否在推薦范圍內(nèi)3、擋板（1）打漩當(dāng)被攪拌液料出現(xiàn)沿圓周做整體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這種流動(dòng)狀態(tài)叫打旋。（2）打旋的危害幾乎不存在軸向混合，會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象。液面下凹，有效容積降低。當(dāng)旋渦較深時(shí)，會(huì)發(fā)生從液體表面吸氣現(xiàn)象，引起

8、液體密度變化或機(jī)械振動(dòng)。（3）常見消除打旋的方法偏心安裝 傾斜安裝側(cè)壁安裝消除打旋最簡(jiǎn)單常用的方法是在容器內(nèi)加設(shè)擋板（4）擋板的結(jié)構(gòu)與作用結(jié)構(gòu)作用：消除打旋將切向流改變?yōu)檩S向流和徑向流增大液體的湍動(dòng)程度（5）充分擋板化實(shí)踐證明：實(shí)現(xiàn)充分擋板化的條件為 式中：W b擋板寬度 d j 液輪直徑 n b 擋板數(shù)目通常：是否所有液體攪拌機(jī)無(wú)論混合物料的粘度多大都應(yīng)加設(shè)擋板？A、低粘度物料，轉(zhuǎn)速較高，槳對(duì)中按裝時(shí)，應(yīng)加擋板，擋板緊貼內(nèi)壁。B、中粘度物料，擋板離開壁面安裝，防止死區(qū)。C、高粘度物料（=12000cp） 流體粘度足以抑制打旋，可不加擋板4、軸封（1）填料密封特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低對(duì)軸磨損大摩擦

9、功耗大需經(jīng)常調(diào)解（2）機(jī)械密封 特點(diǎn)： 密封可靠 對(duì)軸無(wú)磨損 摩擦功耗小 使用壽命長(zhǎng) 無(wú)需調(diào)整 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本高5、傳動(dòng)系統(tǒng)組成： 電機(jī)、 減速器、 聯(lián)軸器、 攪拌器五、功率計(jì)算1、計(jì)算方法影響功率的因素： N=f(n,d j,g)結(jié)構(gòu)參數(shù)：d j 、D 、 H 、W b運(yùn)動(dòng)參數(shù)：n 找出無(wú)因次數(shù)群物性參數(shù)：、用式中：功率因素當(dāng)加設(shè)擋板時(shí)，消除打旋，Y=0, Fr=1. =Np=k Rex對(duì)數(shù)式：logNp =logK + XlogRe以或Np為縱坐標(biāo)，以Re為橫坐標(biāo)繪制功率曲線2、功率曲線（1） Re<10時(shí)，(層流區(qū)）為直線, 斜率為-1。logNp =logK logRe將Np,Re代入得N=m Kn2 dj3試驗(yàn)測(cè)得：k1 當(dāng) n一定時(shí)功率與.dj3