攪拌槳葉的選型和設(shè)計計算

1、第二節(jié)、攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)與組成攪拌槳葉的設(shè)計和選型組成：攪拌器 電動機(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性好的特性實現(xiàn)混合1、對流混合屬強(qiáng)制對流。包在攪拌容器中，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, 括兩種形式：(1)主體對流：攪拌器帶動物料大范圍的循環(huán)流動(2)渦流對流：旋渦的對流運(yùn)動液體層界面一強(qiáng)烈剪切 旋渦擴(kuò)散主體對流宏觀混合渦流對流對流混合速度取絕被混合 物料的湍動程度，湍動程 度, 混合速度審2、分子擴(kuò)散混合液體分子間的運(yùn)動微觀混合作用：形成液體分子間的均勻分布對流混合可提高分子擴(kuò)散混合3、剪切混合剪切混合：攪拌槳直接與物料作用，

2、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,rionQocon 呂口 口口目口 呂口口口 n 口口 口 nn口 口 口 口O 口口口口口口口口 口口口口口口口口 nnBrinrlnn則容器內(nèi)液體 A的平均體積濃度 CA0為:CA0VaVa Vb（理論值）經(jīng)過攪拌后，在容器各處取樣分析實際體積濃度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)

3、勻度 I為:CaCA0（當(dāng)樣品中CA CA0時）1 C“或 I （當(dāng)樣品中CA CA0時）1 Ca0顯然 I < 1若取m個樣品，則該樣品的平均調(diào)勻度為I L 1 21mm當(dāng)混合均勻時,/I 12、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)?？?口 口口口口口口0口口口口口 O0OD0O0O 口口O口口口口口 口口O口口口口口 口口口150口口口 口 口口 D口 口 口口 3 n.m n n PPL 3混合尺度分設(shè)備尺度微團(tuán)尺度分子尺度對上述兩種狀態(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

4、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，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機(jī)帶動，物料按一定規(guī)律運(yùn)動（主體對流），槳型不同，物料產(chǎn)生的流型不同。槳作用于物料，物料產(chǎn)生三個方向的速度分量：（ 軸向分量 .J 經(jīng)向分量 切向分量 當(dāng)* ,槳對中安裝， 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殼的軸流泵結(jié)構(gòu)：特點：a、流型：軸流型，以軸 流混合為主，伴有切向

5、流，經(jīng)向 流，湍動程度不高。b、循環(huán)量大，適用于宏觀混合c、適用低粘度物料混合，<2000c p。d、槳轉(zhuǎn)速較高，圓周速度 u=515m/sn=100500rpme、d j=D （以居多）（2）渦輪式攪拌器相似于無殼的離心泵組成：圓盤、軸、葉片（48）特點：流型：徑向流型伴有軸向流切向流有兩個回路易產(chǎn)生分層效應(yīng)”（不適于混合含有較重固體顆粒懸浮液）d j= （D 居多）dj: L: b=20: 5: 4適合混合中低粘度的物料，< 5000cu=48m/sn=10?；芈份^曲折，出口速度大，湍動程度強(qiáng)，剪切力大，可將微團(tuán)細(xì)化。國T千直葉在青愜金網(wǎng)193一上規(guī)固蛇升也!I!主體流動范圍(

6、3)槳式攪拌器當(dāng) 攪拌器提供的機(jī)械能因粘性阻力而消耗湍動程度例：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。水的攪動范圍為4D當(dāng) >5000c p時，其攪動范圍為，離槳較遠(yuǎn)處流體流動緩慢，甚至靜止，混合效果不佳。，當(dāng) 時，應(yīng)采用 D的槳結(jié)構(gòu):槳式攪拌器特點：槳葉尺寸大,dj/D= 寬度大，b： dj=轉(zhuǎn)速低，u=2m/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科 5000CP當(dāng)容器內(nèi)液位較高時，可在同一軸上安裝幾個槳葉。(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：

7、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)計容器壁厚按壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計。(3)容器容量及結(jié)構(gòu)尺寸容器長徑流比H/D攪拌容器裝料量攪拌容器裝滿程度用裝滿系數(shù)根據(jù)實驗一般：H/D=13 液一固相液一液相H/D=12氣一液相H/D= 發(fā)酵容器Y1 表不Y =Vg/ V式中：V g實際盛裝物料的容積容器全容積如攪拌過程中起泡沫或呈沸騰狀態(tài)Y = (取低值)當(dāng)物料反映平穩(wěn)或粘度較大時Y = (取高值)容器直徑與高度確定方法：先初算(忽略封頭容積，后較核計算 直徑計算：23 HV -D2H -D3 44 D將H/D 及V=V g/ r代入D 34Vg.(H/D)注

8、:D應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 容器高度計算：V v -D2H式中:v封頭部分容積Vg v4注:H應(yīng)圓整校核：H/D及刀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)動時，這種流動狀態(tài)叫打旋。(2)打旋的危害幾乎不存在軸向混合，會出現(xiàn)分離現(xiàn)象。液面下凹，有效容積降低。當(dāng)旋渦較深時，會發(fā)生從液體表面吸氣現(xiàn)象，引起液體密度變化或機(jī)械振動。陽3 修心拒抖(3)常見消除打旋的方法偏心安裝傾斜安裝消除打旋最簡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程度(5)充分擋板化實踐證明：實現(xiàn)充分擋板化的條件為/Wb、i.2式中：

9、W b擋板寬度().nb 0.35djd j 液輪直徑n b 擋板數(shù)目通常：Wb1nb 4dj 10 b是否所有液體攪拌機(jī)無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，槳對中按裝時，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(科=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：結(jié)構(gòu)簡單成本低對軸磨損大摩擦功耗大需經(jīng)常調(diào)解1*1 15-24 填翼格到1WW，z唇料JSIf 3墟雷法I一m相箱體1 !5埴料愿斗四二Q 機(jī)藺密時I一花隋常:己扉門 "fl. 12M一七時；4 hff ff i 5- I二砌阡|

10、 了一例靂 dB-fl- 1-ttFi JOWL-SSi n-ffiUW(2)機(jī)械密封特點：密封可靠對軸無磨損摩擦功耗小 使用壽命長 無需調(diào)整結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本高五、功率計算1、計算方法影響功率的因素:N=f（n,d j, p ,科，g）結(jié)構(gòu)參數(shù) 運(yùn)動參數(shù) 物性參數(shù) 用NpFryk Re找出無因次數(shù)群式中：（）一功率因素當(dāng)加設(shè)擋板時，消除打旋,Y=0,Fr=1.（）=Np=k Rex對數(shù)式：logNp =logK + XlogRe以j或Np為縱坐標(biāo)，以 Re為橫坐標(biāo)繪制功率曲線 2、功率曲線層漉過渡漉湍流圖5-27攪拌器功率曲線1有擋板系統(tǒng)的功率的底：2無竹板系統(tǒng)的功率由統(tǒng)(1) Re<10時，(層流區(qū))為直線, 斜率為-1。 .logNp =logK logRe將Np,Re代入得N= Kn