攪拌槳葉的選型和設(shè)計計算

_一、攪拌機結(jié)構(gòu)與組成減減速器容器排料管組成：攪拌器減速器排料管容器擋板適用物料：低粘度物料二、混合機理利用低粘度物料流動性好的特性實現(xiàn)混合1、對流混合液體的流動，屬強制對流。包括兩種形式： (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：旋渦的對流運動_液體層界面強烈剪切旋渦擴散宏觀混合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2、分子擴散混合液體分子間的運動微觀混合作用：形成液體分子間的均勻分布對流混合可提高分子擴散混合3、剪切混合剪切混合：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一I+I+……+II=12mm_AAABB則容器內(nèi)液體A的平均體積濃度CA0為：VAV+VAB (理論值)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：CI=ACA0 (當(dāng)樣品中CA<CA0時)或I=AA0 (當(dāng)樣品中CA>CA0時)顯然I≤1若取m個樣品，則該樣品的平均調(diào)勻度為_2、混合尺度AAABB(a)(b)混合尺度分設(shè)備尺度微團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)微團消失，稱分子尺度的均勻或微觀均勻)如取樣尺寸遠大于微團尺寸，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、攪拌機主要結(jié)構(gòu)__攪拌器由電動機帶動，物料按一定規(guī)律運動(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：軸向分量經(jīng)向分量 (1)旋槳式攪拌器類似于無殼的軸流泵結(jié)構(gòu)：b、循環(huán)量大，適用于宏觀混合c、適用低粘度物料混合，≤_(2)渦輪式攪拌器相似于無殼的離心泵葉片(4~8)__①流型：徑向流型伴有軸向流切向流②有兩個回路③易產(chǎn)生“分層效應(yīng)”(不適于混合含有較重固體顆④dj=(0.2~0.5)D(0.33居多)⑤適合混合中低粘度的物料，≤5000cu4~8m/s⑥回路較曲折，出口速度大，湍動程度強，剪切力大，可將微團細化。_ (3)槳式攪拌器當(dāng)攪拌器提供的機械能因粘性阻力而消耗湍動程度主體流動范圍例：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?！喈?dāng)時，應(yīng)采用Dn結(jié)構(gòu)：__槳式攪拌器特點：①槳葉尺寸大,dj/D=0.5~0.8寬度大,b：dj=0.1~0.25②轉(zhuǎn)速低,u=1.5~2m/s;n=1~100rpm切向流槳葉傾斜，可產(chǎn)生小范圍軸向流⑤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：液—液相氣—液相_圓弧底圓弧底：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)計容器壁厚按壓力容器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)條件進行設(shè)計。 (3)容器容量及結(jié)構(gòu)尺寸①容器長徑流比H/DDDH②攪拌容器裝料量攪拌容器裝滿程度用裝滿系數(shù)η表示式中:Vg實際盛裝物料的容積4_V容器全容積η=0.6~0.85如攪拌過程中起泡沫或呈沸騰狀態(tài)η=0.6~0.7(取低值)當(dāng)物料反映平穩(wěn)或粘度較大時η=0.8~0.85(取高值)③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:HV=D2H=D344D將H/D及V=Vg/η代入4VgD=3n(H/D)注:D應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑容器高度計算:4式中:v封頭部分容積__注:H應(yīng)圓整校核:H/D及η值是否在推薦范圍內(nèi) (1)打漩當(dāng)被攪拌液料出現(xiàn)沿圓周做整體旋轉(zhuǎn)運動時，這種流動狀態(tài)叫打旋。 (2)打旋的危害①幾乎不存在軸向混合，會出現(xiàn)分離現(xiàn)象。，有效容積降低。③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械振動。 (3)常見消除打旋的方法①①偏心安裝②傾斜安裝__③側(cè)壁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：①消除打旋②將切向流改變?yōu)檩S向流和徑向流③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djbW1通常：b=dj10dj—液輪直徑nb—擋板數(shù)目b是否所有液體攪拌機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(μ=12000cp)流體粘度足以抑制打旋，可不加擋板(1)填料密封①結(jié)構(gòu)簡單②成本低③對軸磨損大④摩擦功耗大⑤需經(jīng)常調(diào)解(2)機械密封①密封可靠②對軸無磨損③摩擦功耗?、苁褂脡勖L⑤無需調(diào)整⑥結(jié)構(gòu)復(fù)雜_攪拌器__五、功率計算計算方法影響功率的因素：__物性參數(shù)：ρ、μ找出無因次數(shù)群Fyer式中：φ—功率因素YFr=1.∴φ=Np=kRex對數(shù)式：logNp=logK+XlogRe以φ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，(層流區(qū))為直線,斜率為-1。_∴l(xiāng)ogNp=logK－logRe將Np,Re代入得N=Kn2dj3試驗測得：k≈1當(dāng)n一定時功率與μ.dj3