攪拌槳型式22385[行業(yè)特制]

1、1講課課件 攪拌器的分類攪拌器的分類 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 混合流攪拌器混合流攪拌器 按攪拌器葉片結構按攪拌器葉片結構 平葉平葉 折葉折葉 螺旋面葉螺旋面葉 按攪拌用途按攪拌用途 低粘流體用攪拌器低粘流體用攪拌器 高粘流體用攪拌器高粘流體用攪拌器 2講課課件 3講課課件 1、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)， 不能用于氣液分散操作。不能用于氣液分散操作。 2、折葉式比平直葉式功耗少，操、折葉式比平直葉式功耗少，操 作費用低，故折葉槳使用較多。作費用低，故折葉槳使用較多。 槳式攪拌器常用參數(shù)（表槳式攪拌器常用參數(shù)

2、（表8-5） 槳式攪拌器槳式攪拌器 4講課課件 5講課課件 推進式攪拌器常用參數(shù)（表推進式攪拌器常用參數(shù)（表8-6） 推進式攪拌器推進式攪拌器 6講課課件 推進式攪拌器的特點推進式攪拌器的特點 軸向流攪拌器軸向流攪拌器 常用于低粘流體的攪拌常用于低粘流體的攪拌 結構簡單、制造方便結構簡單、制造方便 循環(huán)量大，攪拌功率小循環(huán)量大，攪拌功率小 7講課課件 （透平式葉輪）（透平式葉輪） 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 8講課課件 1、適用物料粘度范圍廣。、適用物料粘度范圍廣。 2、剪切力較大，分散流體、剪切力較大，分散流體 的效果好。的效果好。 3、直葉和彎葉渦輪攪拌器、直葉和彎葉渦輪攪拌器 主要產生徑向

3、流，折葉渦主要產生徑向流，折葉渦 輪攪拌器主要產生軸向流。輪攪拌器主要產生軸向流。 渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù) （表（表8-6） 9講課課件 渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù) （表（表8-6） 錨式攪拌器錨式攪拌器 10講課課件 框式攪拌器框式攪拌器 11講課課件 錨式和框式攪拌器特點錨式和框式攪拌器特點 1、結構簡單，制造方便。、結構簡單，制造方便。 2、適用于粘度大、處理量大的物料。、適用于粘度大、處理量大的物料。 3、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 4、可減少、可減少“掛壁掛壁”的產生。的產生。 12講課課件 螺帶式攪拌器螺帶式攪拌器 螺桿式攪拌

4、器螺桿式攪拌器 13講課課件 1、介質的性質、介質的性質 （1）介質的粘度）介質的粘度 隨著介質粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推隨著介質粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推 進式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式進式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式 （2）介質的密度）介質的密度 （3）介質的腐蝕性）介質的腐蝕性 2、反應過程的特性、反應過程的特性 間歇操作還是連續(xù)操作；吸熱反應還是放熱反應；是否結晶間歇操作還是連續(xù)操作；吸熱反應還是放熱反應；是否結晶 或有固體沉淀物產生等?；蛴泄腆w沉淀物產生等。 3、攪拌效果和攪拌功率的要求、攪拌效果和攪拌功率的要求 攪拌器的選型攪拌器的

5、選型 14講課課件 15講課課件 攪拌器的選用攪拌器的選用 16講課課件 生物反應都是在多相體系中進行生物反應都是在多相體系中進行 大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感 大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣 生物反應物料的特性生物反應物料的特性 17講課課件 影響攪拌功率的影響攪拌功率的 主要參數(shù)主要參數(shù) 攪拌器的攪拌器的 運動參數(shù)運動參數(shù) 被攪拌介被攪拌介 質的特性質的特性 攪拌器的攪拌器的 幾何尺寸幾何尺寸 重力參數(shù)重力參數(shù) 攪拌容器攪拌容器 的結構的結構 攪拌軸和攪拌器的強度和剛度計算 電機和減速機的選型 18講課課件 P=f（n，d，g ）=K na

6、 db c e gf K-系統(tǒng)幾何構形的總形狀系數(shù)系統(tǒng)幾何構形的總形狀系數(shù) 功率關聯(lián)式：功率關聯(lián)式： ,.),()()( 53 D h D B D d fFRK dn P N q r r eP 功率表達式功率表達式 53 dnNP P 19講課課件 20講課課件 攪拌軸的結構設計攪拌軸的結構設計 計算攪拌軸的直徑計算攪拌軸的直徑 21講課課件 加工直線度加工直線度 的要求的要求 耐腐蝕要求耐腐蝕要求 足夠的強度、足夠的強度、 剛度和韌性剛度和韌性 優(yōu)良的切削優(yōu)良的切削 加工性能加工性能 攪拌軸材料選擇攪拌軸材料選擇 22講課課件 軸頸設計軸頸設計 軸身設計軸身設計 軸頭設計軸頭設計 攪拌軸的結

7、構設計攪拌軸的結構設計 23講課課件 24講課課件 25講課課件 26講課課件 影響攪拌軸直徑的四個因素影響攪拌軸直徑的四個因素 1、扭轉變形、扭轉變形 2、臨界轉速、臨界轉速 3、扭轉和彎矩聯(lián)合作用下的強度、扭轉和彎矩聯(lián)合作用下的強度 4、軸封處允許的徑向位移、軸封處允許的徑向位移 攪拌軸直徑計算攪拌軸直徑計算 27講課課件 攪拌軸的力學模型攪拌軸的力學模型 28講課課件 按扭轉變形計算攪拌軸的直徑按扭轉變形計算攪拌軸的直徑 )1 ( 6 .583 44 max Gd M n 剛度條件剛度條件 軸徑軸徑 4 1 4 max ) )1 ( (92. 4 G M d n 29講課課件 按臨界轉速

8、校核攪拌軸的直徑按臨界轉速校核攪拌軸的直徑 s c mLL EI n )( )1 (330 1 2 1 4 臨界轉速臨界轉速 要求要求 n 0.7 nc（剛性軸）剛性軸） 1.3 nc （柔性軸）柔性軸） 攪拌軸臨界轉速的選取攪拌軸臨界轉速的選取（表（表8-11） 當攪拌軸轉速當攪拌軸轉速n 200r/min時，應進時，應進 行臨界轉速的驗算。行臨界轉速的驗算。 30講課課件 按強度計算攪拌軸的直徑按強度計算攪拌軸的直徑 22 max MMM M W M nte te P te 當量扭矩 強度條件強度條件 軸徑軸徑 3 1 4 ) )1( (72. 1 te M d 31講課課件 按軸封處允許

9、徑向位移驗算軸徑按軸封處允許徑向位移驗算軸徑 軸封處的允許徑向位移 總徑向位移 Lo Lo LoLo 限制條件限制條件 32講課課件 （1）軸徑應同時滿足強度、剛度、臨界轉速等條件）軸徑應同時滿足強度、剛度、臨界轉速等條件。 （2）在確定軸的結構尺寸時，還應考慮軸上鍵槽及開孔）在確定軸的結構尺寸時，還應考慮軸上鍵槽及開孔 所引起的局部削弱，軸徑應適當增大。所引起的局部削弱，軸徑應適當增大。 （3）軸徑應圓整到標準公稱軸徑系列，如）軸徑應圓整到標準公稱軸徑系列，如30、40、 50、65、80、95、110等。等。 攪拌軸直徑的確定攪拌軸直徑的確定 33講課課件 縮短懸臂段的長度縮短懸臂段的長度

10、 增大軸徑增大軸徑 設置底軸承或中間軸承設置底軸承或中間軸承 設置穩(wěn)定器設置穩(wěn)定器 減小軸端撓度、提高攪拌軸減小軸端撓度、提高攪拌軸 臨界轉速的措施臨界轉速的措施 34講課課件 35講課課件 36講課課件 37講課課件 38講課課件 作用作用 維持設備內的壓力，防止介質泄漏維持設備內的壓力，防止介質泄漏。 基本要求基本要求 密封可靠，使用壽命長。密封可靠，使用壽命長。 結構簡單，裝拆方便。結構簡單，裝拆方便。 類型類型 填料密封填料密封 機械密封機械密封 （軸封裝置）（軸封裝置） 39講課課件 填料密封允許有填料密封允許有 一定的泄漏量一定的泄漏量 填料需定期更換填料需定期更換 軸有一定的磨損

11、軸有一定的磨損 40講課課件 填料填料 41講課課件 （1）填料應富有彈性。在壓蓋壓緊后，彈性變形要大，）填料應富有彈性。在壓蓋壓緊后，彈性變形要大， 這樣才能貼緊轉軸并對轉軸產生一定的抱緊力。這樣才能貼緊轉軸并對轉軸產生一定的抱緊力。 （2）填料應耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降）填料應耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降 低摩擦功率的損耗，延長填料的使用壽命。低摩擦功率的損耗，延長填料的使用壽命。 通常填料需要加潤滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石通常填料需要加潤滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具有自潤滑作用，可墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具

12、有自潤滑作用，可 有效地降低摩擦系數(shù)。有效地降低摩擦系數(shù)。 （3）導熱性要好，能夠將摩擦產生的熱量盡快傳遞出去。）導熱性要好，能夠將摩擦產生的熱量盡快傳遞出去。 （4）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能 及足夠的機械強度。及足夠的機械強度。 填料及其選用填料及其選用 42講課課件 等）金屬填料（鋼、鉛、銅 人造纖維 礦物纖維 動物纖維 植物纖維 非金屬填料 填料 表（表（8-13） 43講課課件 填料箱填料箱 填料箱寬度：填料箱寬度： dS)24 . 1 ( 填料箱高度：填料箱高度： 由填料的尺寸和由填料的尺寸和 圈數(shù)確定圈數(shù)確定 表（表

13、（8-13） 標準填料箱標準填料箱 44講課課件 填料壓蓋高度：填料壓蓋高度： Hh) 3 2 3 1 ( 45講課課件 （端面密封）（端面密封） 動、靜界面動、靜界面 密封點密封點 徑向密封徑向密封 端面比壓端面比壓 46講課課件 動環(huán)和靜環(huán)動環(huán)和靜環(huán) 彈簧壓緊裝置彈簧壓緊裝置 密封圈密封圈 47講課課件 機械密封的分類機械密封的分類 雙端面機械密封 單端面機械密封 按密封面的對數(shù)分 ) 1 ) 1 k k 非平衡型（ 平衡型（ 的影響分按介質壓力對端面比壓 內裝式機械密封 外裝式機械密封 外分按密封元件置于釜體內 表（表（8-14） 48講課課件 外裝式和裝內式機械密封外裝式和裝內式機械密

14、封 49講課課件 雙端面機械密封 雙端面機械密封雙端面機械密封 50講課課件 K1K=1 dD1dD1d=D1 平衡型機械密封：平衡型機械密封：K=0.60.9 非平衡型機械密封：非平衡型機械密封：K=1.11.2 51講課課件 （1）耐磨性和導熱性）耐磨性和導熱性動環(huán)和靜環(huán)做相對摩擦滑動環(huán)和靜環(huán)做相對摩擦滑 動，會產生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動環(huán)和靜環(huán)的耐動，會產生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動環(huán)和靜環(huán)的耐 磨性好，并且能將摩擦產生的熱量及時傳導出去。磨性好，并且能將摩擦產生的熱量及時傳導出去。 （2）硬度）硬度由于動環(huán)形狀復雜，容易變形，所以由于動環(huán)形狀復雜，容易變形，所以 要求動環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（

15、表要求動環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（表8-15） （3）耐腐蝕性）耐腐蝕性 動環(huán)和靜環(huán)的材料要求動環(huán)和靜環(huán)的材料要求 52講課課件 介質易燃、易爆介質易燃、易爆 貴重物料貴重物料 高純度物料高純度物料 高真空操作高真空操作 劇毒物料劇毒物料 53講課課件 優(yōu)點優(yōu)點 1、功耗小、效率高。、功耗小、效率高。 2、電機過載保護。、電機過載保護。 3、可承受較高壓力。、可承受較高壓力。 缺點缺點 1、內軸承壽命短。、內軸承壽命短。 2、渦流、磁滯等損耗。、渦流、磁滯等損耗。 3、使用溫度的限制。、使用溫度的限制。 54講課課件 55講課課件 56講課課件 適用于單跨軸適用于單跨軸適用于懸臂軸適用于懸臂軸 57

16、講課課件 1、釜體的結構型式和尺寸的確定、釜體的結構型式和尺寸的確定 包括釜體結構、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。包括釜體結構、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。 2、材料的選擇、材料的選擇 根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質、設備加工要求等條件選擇。根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質、設備加工要求等條件選擇。 3、強度計算及校核（包括帶夾套反應釜的穩(wěn)定性校核）、強度計算及校核（包括帶夾套反應釜的穩(wěn)定性校核） 如釜體壁厚的計算、封頭壁厚的計算、攪拌軸直徑的確定等。如釜體壁厚的計算、封頭壁厚的計算、攪拌軸直徑的確定等。 4、主要零部件的選用、主要零部件的選用 攪拌器、傳動裝置、軸封裝

17、置等的選擇。攪拌器、傳動裝置、軸封裝置等的選擇。 5、繪圖、編制技術文件、繪圖、編制技術文件 裝配圖、各種零部件圖、設計計算書、設計說明書、技術要求等。裝配圖、各種零部件圖、設計計算書、設計說明書、技術要求等。 攪拌反應器的機械設計內容攪拌反應器的機械設計內容 58講課課件 59講課課件 作業(yè)作業(yè)1 1.1.以機械攪拌反應器為例，說明攪拌反應器由哪幾部分組以機械攪拌反應器為例，說明攪拌反應器由哪幾部分組 成，包括哪些構件。成，包括哪些構件。 2.2.攪拌器的功能是什么？中心頂插式攪拌器可形成哪幾種攪拌器的功能是什么？中心頂插式攪拌器可形成哪幾種 流型？如何控制切向流？流型？如何控制切向流？ 3

18、.3.分析槳式、推進式、渦輪式、錨式攪拌器的結構特點和分析槳式、推進式、渦輪式、錨式攪拌器的結構特點和 適用場合。適用場合。 4.4.攪拌器可通過哪幾種方式與攪拌軸連接？攪拌器可通過哪幾種方式與攪拌軸連接？ 5.5.攪拌軸主要承受什么載荷？如何確定攪拌軸直徑？攪拌軸主要承受什么載荷？如何確定攪拌軸直徑？ 6.6.機械密封有哪幾個密封點？分別采用什么密封方式？機械密封有哪幾個密封點？分別采用什么密封方式？ 7.7.平衡型和非平衡型密封結構有何不同？畫簡圖說明。平衡型和非平衡型密封結構有何不同？畫簡圖說明。 60講課課件 某一帶夾套的立式攪拌反應器，設備容積某一帶夾套的立式攪拌反應器，設備容積V=

19、2.5 m3，操作容操作容 積積V0=2 m3，長徑比（長徑比（H/D）=1，工藝要求傳熱面積為工藝要求傳熱面積為7 m2， 攪拌功率為攪拌功率為1.4KW，攪拌軸轉速為攪拌軸轉速為50r/min。已知釜內壓力為已知釜內壓力為 0.2 Mpa，夾套內壓力為夾套內壓力為0.3 Mpa，內筒壁厚內筒壁厚10mm，內筒與內筒與 夾套采用相同材料，夾套采用相同材料， t =113Mpa， s =235Mpa， G=8104Mpa。 （1）計算夾套壁厚（取腐蝕裕量計算夾套壁厚（取腐蝕裕量C2=2mm），），并進行水壓試并進行水壓試 驗應力校核。驗應力校核。 （2）計算并確定攪拌軸直徑（攪拌軸材料為）計算并確定攪拌軸直徑（攪拌軸材料為45號鋼，號