過程設備設計(1)

1、18.2 機械攪拌反應器機械攪拌反應器一、基本結構一、基本結構筒體夾管攪拌容器 換熱元件內盤管內構件攪拌反應器攪拌器攪拌軸攪拌機密封裝置傳動裝置211電動機；電動機；22減速機；減速機；33機架；機架；44人孔；人孔；55密封裝置；密封裝置；66進料口；進料口；77上封頭；上封頭；88筒體：筒體：99聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；1010攪拌軸；攪拌軸；1111夾套；夾套；1212載熱介質出口；載熱介質出口；1313擋板；擋板；1414螺旋導流板；螺旋導流板；1515軸向流攪拌器；軸向流攪拌器；1616徑向流攪拌器；徑向流攪拌器；1717氣體分布器；氣體分布器；1818下封頭；下封頭；1919出料口；出料口

2、；2020載熱介質進口；載熱介質進口；2121氣體進口氣體進口圖圖8-7 8-7 通氣式攪拌反應器通氣式攪拌反應器典型結構典型結構3二、攪拌容器二、攪拌容器 作用作用: 為物料反應提供合適的空間為物料反應提供合適的空間.結構結構:/筒體圓筒封頭橢封應用最廣攪拌容器 接管進出料/排氣/控制點接管/傳感器換熱元件夾管/內盤管小型:懸掛式支座考慮容器大小和安裝位置大型 裙式 支承式 攪拌容器攪拌容器4裝料系數(shù)裝料系數(shù): 一般取一般取0.6 0.85 如物料在反應過程中呈泡沫或沸騰狀態(tài)如物料在反應過程中呈泡沫或沸騰狀態(tài)取取0.6 0.7 如物料在反應過程中比較平穩(wěn)如物料在反應過程中比較平穩(wěn)取取0.8

3、0.85容積容積臥式攪拌容器臥式攪拌容器: 筒體和左右兩封頭容積之和筒體和左右兩封頭容積之和直立式攪拌容器直立式攪拌容器: 筒體和下封頭兩部分容積之和筒體和下封頭兩部分容積之和攪拌設備筒體的高徑比攪拌設備筒體的高徑比: 表表8-3確定筒體直徑、高度確定筒體直徑、高度5表表83 83 幾種攪拌設備筒體的高徑比幾種攪拌設備筒體的高徑比種類種類罐內物料類型罐內物料類型高徑比高徑比一般攪拌罐一般攪拌罐液液- -固相、液液相固相、液液相1 11.31.3氣液相氣液相1 12 2聚合釜聚合釜懸浮液、乳化液懸浮液、乳化液2.082.083.853.85發(fā)酵罐類發(fā)酵罐類發(fā)酵液發(fā)酵液1.71.72.52.56

4、換熱元件換熱元件優(yōu)先采用夾套，減少優(yōu)先采用夾套，減少容器內構件，便于清容器內構件，便于清洗，不占有效容積。洗，不占有效容積。整體夾套:圖8-8型鋼夾套:圖8-11夾套半圓管夾套:圖8-12蜂窩夾套:圖8-14,8-15內盤管:圖8-16,8-177表表84 84 各種碳鋼夾套的適用溫度和壓力范圍各種碳鋼夾套的適用溫度和壓力范圍夾套型式夾套型式最高溫度最高溫度/最高壓力最高壓力/MPa/MPa整體夾套整體夾套 U U型型 圓筒型圓筒型3503503003000.60.61.61.6型鋼夾套型鋼夾套2002002.52.5蜂窩夾套蜂窩夾套 短管支撐式短管支撐式 折邊錐體式折邊錐體式20020025

5、02502.52.54.04.0半圓管夾套半圓管夾套3503506.46.48ttjDDDjDjttjDDDjDj圖圖88 88 整體夾套整體夾套(a) 圓筒型圓筒型(b) U型型9圖圖89 89 夾套肩與筒體的連接結構夾套肩與筒體的連接結構(a)(a)封口錐封口錐(b)(b)封口環(huán)封口環(huán)DDjDjD10d1t1t2t1t2d1t3t1t1t2t2t1d1d1封口環(huán)封口環(huán)圖圖810 810 夾套底與封頭連接結構夾套底與封頭連接結構封口錐封口錐11圖圖811 811 型鋼夾套結構型鋼夾套結構(a)螺旋形角鋼互搭式螺旋形角鋼互搭式(b)角鋼螺旋形纏繞角鋼螺旋形纏繞12圖圖812 半圓管夾套結構半圓

6、管夾套結構(a) 半圓管半圓管半圓管橫截面重心半圓管橫截面重心r2t1Db2b1t2e213圖圖812 812 半圓管夾套結構半圓管夾套結構(b)(b)弓形管弓形管弓形管橫截面重心弓形管橫截面重心t2e2r2b2b1Dt114bL3L2Lt1L3(a)(a)螺旋形纏繞螺旋形纏繞圖圖813 813 半圓管夾套的安裝半圓管夾套的安裝15圖圖813 813 半圓管夾套的安裝半圓管夾套的安裝(b)(b)平行排管平行排管Dt116圖圖814 814 折邊式蜂窩夾套折邊式蜂窩夾套夾套向內折邊與筒夾套向內折邊與筒體貼合好體貼合好, , 再進行再進行焊接的結構焊接的結構 D1t1D2t2bAA A向向17D1

7、t1D2edminb用沖壓的小錐體用沖壓的小錐體或鋼管做拉撐體。或鋼管做拉撐體。蜂窩孔在筒體上蜂窩孔在筒體上呈正方形或三角呈正方形或三角形布置形布置 圖圖815 815 短管支撐式蜂窩夾套短管支撐式蜂窩夾套18 圖圖816 816 螺旋形盤管螺旋形盤管 dD19dD對稱布置的幾組對稱布置的幾組豎式蛇管：豎式蛇管： 傳熱傳熱 擋板作用擋板作用圖圖8 817 17 豎式蛇管豎式蛇管20三、攪拌器三、攪拌器 攪拌器的功能和流動特征攪拌器的功能和流動特征功能功能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時把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近攪拌器旋轉時把

8、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)，并產生一股高速射流推動形成高湍動的充分混合區(qū)，并產生一股高速射流推動 液體在攪拌容器內循環(huán)流動。液體在攪拌容器內循環(huán)流動。影響攪拌器功能的因素影響攪拌器功能的因素a.漿葉的形狀、尺寸、數(shù)量、轉速漿葉的形狀、尺寸、數(shù)量、轉速 b.攪拌介質的物性攪拌介質的物性 c.攪拌器的工作環(huán)境攪拌器的工作環(huán)境 d.攪拌器在槽內的安裝位置和方式攪拌器在槽內的安裝位置和方式21流型流型流體循環(huán)流動的途徑。流體循環(huán)流動的途徑。 攪拌機頂插式中心安裝立式圓筒的三種基本流型：攪拌機頂插式中心安裝立式圓筒的三種基本流型： 徑向流徑向流: 圖圖8-18(a) 流體流動

9、方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動流體流動方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動 軸向流軸向流: 圖圖8-18(b) 流體流動方向平行于攪拌軸流體流動方向平行于攪拌軸 切向流切向流: 圖圖8-18(c) 無擋板的容器內，流體繞軸作旋轉運動。無擋板的容器內，流體繞軸作旋轉運動。 這個區(qū)域內流體沒有相對運動這個區(qū)域內流體沒有相對運動混合效果差。混合效果差。消除方法消除方法加擋板加擋板削弱切向流，削弱切向流，增強軸向流和徑向流增強軸向流和徑向流上述三種流型通常同時存在上述三種流型通常同時存在軸向流與徑向流對混合起主要作用軸向流與徑向流對混合起主要作用切向流應加以抑制切向流應加以抑制22影響流型的因素影響流型的因素:

10、 攪拌器的形式、攪拌容器和內構件幾何攪拌器的形式、攪拌容器和內構件幾何 特征、流體性質、攪拌器轉速等。特征、流體性質、攪拌器轉速等。攪拌器在容器內安裝方式攪拌器在容器內安裝方式: 圖圖8-19, 除中心安裝的攪拌機外，除中心安裝的攪拌機外， 還有偏心式、底插式、側插式、還有偏心式、底插式、側插式、 斜插式、臥式等安裝方式。斜插式、臥式等安裝方式。 不同方式安裝的攪拌機產生的流型也不同方式安裝的攪拌機產生的流型也 各不相同。各不相同。23流體流動方向垂直于流體流動方向垂直于攪拌軸，攪拌軸，沿徑向流動沿徑向流動，碰到容器壁面分成二碰到容器壁面分成二股流體分別向上、向股流體分別向上、向下流動，再回到

11、葉端，下流動，再回到葉端，不穿過葉片，形成上、不穿過葉片，形成上、下二個循環(huán)流動。下二個循環(huán)流動。(a)(a)徑向流徑向流圖圖818 818 攪拌器與流型攪拌器與流型(a) (a) 徑向流徑向流24流體流動方向流體流動方向平行于平行于攪拌軸攪拌軸，流體由槳葉，流體由槳葉推動，使流體向下流推動，使流體向下流動，遇到容器底面再動，遇到容器底面再向上翻，形成上下循向上翻，形成上下循環(huán)流。環(huán)流。(b)(b)軸向流軸向流 圖圖818 818 攪拌器與流型攪拌器與流型 (b) (b) 軸向流軸向流25無擋板的容器內，流無擋板的容器內，流體體繞軸作旋轉運動繞軸作旋轉運動，流速高時液體表面會流速高時液體表面會

12、形成漩渦，流體從槳形成漩渦，流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混葉區(qū)的流量很小，混合效果很差。合效果很差。(c)(c)切向流切向流 圖圖818 818 攪拌器與流型攪拌器與流型 (c) (c) 切向流切向流26圖圖819 819 攪拌器在容器內的安裝方式攪拌器在容器內的安裝方式(a) (a) 垂直垂直偏心式偏心式(b) (b) 底插式底插式(c) (c) 側插式側插式(d) (d) 斜插式斜插式(e) (e) 臥式臥式27流動特性流動特性:攪拌器攪拌器對流體產生對流體產生剪切作用剪切作用:與液與液液攪拌體系中液滴的液攪拌體系中液滴的 細化、固細化、固液攪拌體系中固體液

13、攪拌體系中固體 粒子的破碎以及氣粒子的破碎以及氣液攪拌體液攪拌體 系中氣泡的細微化有關。系中氣泡的細微化有關。循環(huán)作用循環(huán)作用:與混合時間、傳熱、固體的懸與混合時間、傳熱、固體的懸 浮等相關。浮等相關。剪切型葉輪剪切型葉輪: 輸入液體的能量主要用于對流體的剪切作用輸入液體的能量主要用于對流體的剪切作用, 如徑向渦輪式、鋸齒圓盤式等。如徑向渦輪式、鋸齒圓盤式等。循環(huán)型葉輪循環(huán)型葉輪: 輸入流體的能量主要用于對流體的循環(huán)作用輸入流體的能量主要用于對流體的循環(huán)作用, 如框式、螺帶式、錨式、槳式、推進式等如框式、螺帶式、錨式、槳式、推進式等28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

14、攪拌器徑向流攪拌器按結構分為按結構分為平平 葉葉 折折 葉葉 螺旋面葉螺旋面葉槳式、渦輪式、框式和槳式、渦輪式、框式和錨式的槳葉都有平葉和錨式的槳葉都有平葉和折葉二種結構折葉二種結構推進式、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攪拌器類型及典型攪拌器特性攪拌器類型及典型攪拌器特性攪拌器分類攪拌器分類: 圖圖8-22混合流攪拌器混合流攪拌器29 按攪拌按攪拌用途分為用途分為低粘流體低粘流體用攪拌器用攪拌器高粘流體高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、

15、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 MIG 和改進和改進MIGMIG等。等。高粘流體攪拌器有：高粘流體攪拌器有：錨式、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。30圖圖822 822 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31 槳式槳式、推進式推進式、渦輪式渦輪式和和錨式錨式攪拌器在攪拌器在攪拌反應設備中應用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計約占攪拌反應設備中應用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)計約占攪拌器總數(shù)的攪拌器總數(shù)的757580

16、80。32典型攪拌器特性及尺寸典型攪拌器特性及尺寸: 槳式攪拌器槳式攪拌器: 圖圖8-23 推進式攪拌器推進式攪拌器 : 圖圖8-24 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 : 圖圖8-25 錨式攪拌器錨式攪拌器: 圖圖8-2633結構最簡單結構最簡單葉片用扁鋼制成，焊葉片用扁鋼制成，焊接或用螺栓固定在輪接或用螺栓固定在輪轂上，葉片數(shù)是轂上，葉片數(shù)是2 2、3 3或或4 4 片，葉片形式可片，葉片形式可分為平直葉式和折葉分為平直葉式和折葉式兩種。式兩種。圖圖823823槳式攪拌器槳式攪拌器 34表表8 85 5 槳式攪拌器常用參數(shù)槳式攪拌器常用參數(shù)常用尺寸常用尺寸常用運轉常用運轉條件條件常用介質常用介質粘

17、度范圍粘度范圍流動狀態(tài)流動狀態(tài)備注備注d/D=0.35d/D=0.350.80.8b/d=0.1b/d=0.10.250.25B Bn n=2=2折葉式有折葉式有軸向、徑軸向、徑向和環(huán)向向和環(huán)向分流作用分流作用小于小于2Pas 低轉速時水平環(huán)低轉速時水平環(huán)向流為主；轉速向流為主；轉速高時為徑向流；高時為徑向流；有擋板時為上下有擋板時為上下循環(huán)流循環(huán)流當當d/D=0.9d/D=0.9以上，以上，并設置多層槳葉并設置多層槳葉時，可用于高粘時，可用于高粘度液體的低速攪度液體的低速攪拌。在層流區(qū)操拌。在層流區(qū)操作，適用的介質作，適用的介質粘度可達粘度可達100100Pas, ,v=1.0v=1.03.

18、0m/s3.0m/s折葉式折葉式=45=45，6060折葉式有軸向、折葉式有軸向、徑向和環(huán)向分流徑向和環(huán)向分流作用作用 注：注：n n轉速；轉速； v v葉端線速度；葉端線速度； BnBn葉片數(shù)；葉片數(shù)； d d攪拌器直徑；攪拌器直徑；D D容器內徑：容器內徑：折葉角。折葉角。 35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。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。圖圖

19、824824推進式攪拌器推進式攪拌器 36表表8 86 6推進式攪拌器常用參數(shù)推進式攪拌器常用參數(shù)常用尺寸常用尺寸常用運常用運轉條件轉條件常用介質常用介質粘度范圍粘度范圍流動狀態(tài)流動狀態(tài)備注備注d/D=0.2d/D=0.20.5(0.5(以以0.330.33居多居多) )p/d=1,2p/d=1,2B Bn n=2,3,4(=2,3,4(以以3 3居多居多) )p p螺距螺距n=10n=100 0500r/m500r/mininv=3v=315m/s15m/s小于小于2Pas軸流型，循軸流型，循環(huán)速率高，環(huán)速率高，剪切力小。剪切力小。采用擋板或采用擋板或導流筒則軸導流筒則軸向循環(huán)更強向循環(huán)更強

20、最高轉速可最高轉速可達達1750r/min:1750r/min:最高葉端線最高葉端線速度可達速度可達25m/s25m/s。轉速。轉速在在500r/min500r/min以下，適用以下，適用介質粘度可介質粘度可達達50Pa.s 50Pa.s 37渦輪式攪拌器（又稱透渦輪式攪拌器（又稱透平式葉輪），是應用較平式葉輪），是應用較廣的一種攪拌器，能有廣的一種攪拌器，能有效地完成幾乎所有的攪效地完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理粘度拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體。范圍很廣的流體。圖圖825 825 渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 38表表8 87 7 渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù)型式型式常用尺寸

21、常用尺寸常用運轉常用運轉條件條件常用介質粘常用介質粘度范圍度范圍流動狀態(tài)流動狀態(tài)備注備注開式開式渦輪渦輪d/D=0.2d/D=0.20.50.5( (以以0.330.33居多居多) )b/d=0.2b/d=0.2B Bn n=,3,4,6,8=,3,4,6,8( (以以6 6居多居多) )折葉式折葉式=30=30,45,45,60,60后彎式后彎式=30=30,50,50,60,60 后彎角后彎角n=10n=10300r/min300r/minv=410m/s折葉式折葉式v=26m/s小于小于50Pas，折葉和后彎折葉和后彎葉小于葉小于10Pas平直葉、平直葉、后彎葉為后彎葉為徑向流型。徑向流

22、型。在有擋板在有擋板時以槳葉時以槳葉為界形成為界形成上下兩個上下兩個循環(huán)流。循環(huán)流。折葉的還折葉的還有軸向分有軸向分流，近于流，近于軸流型軸流型最高轉速最高轉速可達可達600r/min600r/min圓盤上下圓盤上下液體的混液體的混合不如開合不如開式渦輪式渦輪盤式盤式渦輪渦輪d:l:b=20:5:4d:l:b=20:5:4d/D=0.2d/D=0.20.50.5( (以以0.330.33居多居多) )B Bn n=4,6,8=4,6,8=45=45,60,60=45=45n=10n=10300r/min300r/minv=4v=410m/s10m/s折葉式折葉式v=2v=26m/s6m/s小于

23、小于50Pas，折葉和折葉和后彎葉后彎葉小于小于10Pa10Pas s39結構簡單。結構簡單。適用于粘度在適用于粘度在100Pas100Pas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1010100Pas100Pas時，可在錨式槳中間加時，可在錨式槳中間加一橫槳葉，即為框式攪一橫槳葉，即為框式攪拌器，以增加容器中部拌器，以增加容器中部的混合。的混合。圖圖826 826 錨式攪拌器錨式攪拌器 40常用尺寸常用尺寸常用運轉條常用運轉條件件常用介質常用介質粘度范圍粘度范圍流動狀態(tài)流動狀態(tài)備注備注d/D=0.90.98b/D=0.1h/D=0.48-1.0n=n=1 1100r/min1

24、00r/minv=1v=15m/s5m/s小于小于100Pa100Pas s不同高度不同高度上的水平上的水平環(huán)向流環(huán)向流為了增大攪為了增大攪拌范圍，可拌范圍，可根據(jù)需要在根據(jù)需要在槳葉上增加槳葉上增加立葉立葉和和橫梁橫梁表表8 88 8 錨式攪拌器常用參數(shù)錨式攪拌器常用參數(shù)41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。攪拌器選型依據(jù)攪拌器選型依據(jù)攪拌目的攪拌目的 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攪拌器的選型攪拌器的選型42僅考慮攪拌目的時攪拌器的選

25、型見表僅考慮攪拌目的時攪拌器的選型見表8 89 9。按攪拌目的選型按攪拌目的選型: :43攪拌目的攪拌目的擋板條件擋板條件推薦形式推薦形式流動狀態(tài)流動狀態(tài)互溶液體的混合及互溶液體的混合及在其中進行化學反在其中進行化學反應應無擋板無擋板三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、槳式、圓盤渦輪槳式、圓盤渦輪 湍流湍流( (低粘流體低粘流體) )有導流筒有導流筒三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、推進式推進式有或無導流筒有或無導流筒槳式、螺桿式、框式、螺帶式、錨槳式、螺桿式、框式、螺帶式、錨式式層流層流( (高粘流體高粘流體) )固固液相分散及在液相

26、分散及在其中溶解和進行化其中溶解和進行化學反應學反應有或無擋板有或無擋板槳式、六葉折葉開啟式渦輪槳式、六葉折葉開啟式渦輪湍流湍流( (低粘流體低粘流體) )有導流筒有導流筒三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、推進式推進式有或無導流筒有或無導流筒螺帶式、螺桿式、錨式螺帶式、螺桿式、錨式層流層流( (高粘流體高粘流體) )液液液相分散（互液相分散（互溶的液體）及在其溶的液體）及在其中強化傳質和進行中強化傳質和進行化學反應化學反應有擋板有擋板三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、槳式、圓盤渦輪式、推進式槳式、圓盤渦輪式、推進式湍流湍流( (低粘流

27、體低粘流體) )表表8 89 9 攪拌目的與推薦的攪拌器形式攪拌目的與推薦的攪拌器形式44液液液相分散液相分散（不互溶的液體）（不互溶的液體）及在其中強化傳及在其中強化傳質和進行化學反質和進行化學反應應有擋板有擋板圓盤渦輪、六葉折葉開啟渦輪圓盤渦輪、六葉折葉開啟渦輪湍流湍流( (低粘流體低粘流體) )有反射物有反射物三葉折葉渦輪三葉折葉渦輪有導流筒有導流筒三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、推進式推進式有或無導流筒有或無導流筒螺帶式、螺桿式、錨式螺帶式、螺桿式、錨式層流層流( (高粘流體高粘流體) )氣氣液相分散及液相分散及在其中強化傳質在其中強化傳質和進行化學反應

28、和進行化學反應有擋板有擋板圓盤渦輪、閉式渦輪圓盤渦輪、閉式渦輪湍流湍流( (低粘流體低粘流體) )有反射物有反射物三葉折葉渦輪三葉折葉渦輪有導流筒有導流筒三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、三葉折葉渦輪、六葉折葉開啟渦輪、推進式推進式有導流筒有導流筒螺桿式螺桿式層流層流( (高粘流體高粘流體) )無導流筒無導流筒錨式、螺帶式錨式、螺帶式表表8 89 9 攪拌目的與推薦的攪拌器形式（續(xù)）攪拌目的與推薦的攪拌器形式（續(xù)）45按攪拌器型式和適用條件選型按攪拌器型式和適用條件選型: 表表8-10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

29、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 結構簡單，在小容積的流體混合中應結構簡單，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50Pas50Pas。錨式、螺桿式、螺帶式錨式、螺桿式、螺帶式適用于高粘流體的混合。適用于高粘流體的混合。46表表8 810 10 攪拌器型式和適用條件攪拌器型式和適用條件注：有注：有者為可用，空白者不詳或不合用者為可用，空白者

30、不詳或不合用 47生物反應物料特性及攪拌器生物反應物料特性及攪拌器生物反應器特點生物反應器特點: 都是在多相體系中進行的。都是在多相體系中進行的。 氣氣液液固固三相三相, 即空氣或即空氣或CO2等氣體產物、等氣體產物、 液態(tài)培養(yǎng)基和生物細胞及其載體顆粒，液態(tài)培養(yǎng)基和生物細胞及其載體顆粒， 如青霉素、鏈霉素、頭孢菌素等醫(yī)藥產品。如青霉素、鏈霉素、頭孢菌素等醫(yī)藥產品。 大多數(shù)生物顆粒大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感對剪切力非常敏感。 剪切作用可能影響細胞的生成速率和組成剪切作用可能影響細胞的生成速率和組成 比例，因此對攪拌產生的剪切力要控制在比例，因此對攪拌產生的剪切力要控制在 一定的范圍內。一定的

31、范圍內。生物反應器中常常采用機械攪拌式反應器生物反應器中常常采用機械攪拌式反應器48大多數(shù)微生物發(fā)酵需要大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣氧氣。 氧氣對需氧菌的培養(yǎng)至關重要，只要短暫缺氧，就會導致氧氣對需氧菌的培養(yǎng)至關重要，只要短暫缺氧，就會導致 菌體的失活或死亡。而氧在水中溶解度極低，因此氧氣的菌體的失活或死亡。而氧在水中溶解度極低，因此氧氣的 供應就成為十分突出的問題。供應就成為十分突出的問題。生物反應攪拌過程要求：生物反應攪拌過程要求： 打碎空氣氣泡，使氣泡細化以增加氣液接觸界面，打碎空氣氣泡，使氣泡細化以增加氣液接觸界面， 提高氣液面的傳質速率；提高氣液面的傳質速率； 發(fā)酵液要有較大的流動循環(huán)量

32、，使液體中的固形發(fā)酵液要有較大的流動循環(huán)量，使液體中的固形 物保持懸浮狀態(tài)。物保持懸浮狀態(tài)。49結論結論攪拌器既要有較強剪切力，又要有攪拌器既要有較強剪切力，又要有 較大的流體循環(huán)特性。較大的流體循環(huán)特性。 往往采用徑向流和軸向流相結合的往往采用徑向流和軸向流相結合的 多層攪拌器組合式攪拌系統(tǒng)。多層攪拌器組合式攪拌系統(tǒng)。50擋板擋板 目的目的消除打漩和提高混合效果。消除打漩和提高混合效果。物料粘度小，攪拌轉速高，液體隨物料粘度小，攪拌轉速高，液體隨槳葉旋轉，在離心力作用下涌槳葉旋轉，在離心力作用下涌 向向內壁面并上升，中心部分液面下降，內壁面并上升，中心部分液面下降，形成漩渦，稱為打漩區(qū)。形成

33、漩渦，稱為打漩區(qū)。打漩打漩四、攪拌附件四、攪拌附件 作用作用改善反應器內液體流動狀態(tài)改善反應器內液體流動狀態(tài)類型類型擋板與導流筒擋板與導流筒作用作用a.將切向流將切向流變?yōu)樽優(yōu)檩S向流軸向流徑向流徑向流b.使被攪動液體的湍流程度使被攪動液體的湍流程度 改善攪拌效果改善攪拌效果51打漩后果打漩后果a.打漩時幾乎不產生軸向混合，而是使多相系統(tǒng)打漩時幾乎不產生軸向混合，而是使多相系統(tǒng) 分層或分離分層或分離 b.隨轉速增加，漩渦中心下凹到與槳葉接觸隨轉速增加，漩渦中心下凹到與槳葉接觸, 外面外面 空氣進入槳葉被吸到液體中，使其密度減小空氣進入槳葉被吸到液體中，使其密度減小, 混混 合效果降低。合效果降低

34、。 c.一部分葉輪在空氣中運轉一部分葉輪在空氣中運轉使流體對攪拌器振動使流體對攪拌器振動 阻尼作用阻尼作用攪拌器振動攪拌器振動擋板形式擋板形式縱向擋板，圖縱向擋板，圖8-20擋板擋板寬度寬度w容器直徑的容器直徑的1/121/10數(shù)量數(shù)量z 一般在容器內壁面均勻安裝一般在容器內壁面均勻安裝4塊擋板塊擋板52全擋板條件全擋板條件當再增加擋板數(shù)和擋板寬度，而功率消耗不再當再增加擋板數(shù)和擋板寬度，而功率消耗不再 增加時，稱為全擋板條件。增加時，稱為全擋板條件。 全擋板條件與擋板數(shù)量和寬度有關。全擋板條件與擋板數(shù)量和寬度有關。 永田冶進提出了全擋板條件永田冶進提出了全擋板條件:1.20.35ziw D注

35、意注意: a.傳熱蛇管可部分或全部代替擋板，傳熱蛇管可部分或全部代替擋板， b.裝有垂直換熱管時一般可不再安裝擋板。裝有垂直換熱管時一般可不再安裝擋板。53圖圖820 820 擋板擋板 54導流筒導流筒作用作用a.導流，可以為流體限定一個流動路線，防止短路導流，可以為流體限定一個流動路線，防止短路 b.使筒內液體攪拌程度使筒內液體攪拌程度混合效率混合效率 c.迫使流體高速流過加熱面迫使流體高速流過加熱面利于傳熱利于傳熱應用應用常用于常用于渦輪式、槳式、推進式攪拌器中，渦輪式、槳式、推進式攪拌器中， 見圖見圖8-2155結構結構a.上下開口圓筒，安裝于容器內上下開口圓筒，安裝于容器內 b.通常導

36、流筒上端低于靜液面，筒身上開孔或槽，通常導流筒上端低于靜液面，筒身上開孔或槽， 當液面降落后流體仍可從孔或槽進入導流筒。當液面降落后流體仍可從孔或槽進入導流筒。 c.導流筒將攪拌容器截面分成面積相等的兩部分，導流筒將攪拌容器截面分成面積相等的兩部分， 導流筒直徑約為容器直徑的導流筒直徑約為容器直徑的70%。 d.當攪拌器置于導流筒之下，且容器直徑又較大時，當攪拌器置于導流筒之下，且容器直徑又較大時， 導流筒的下端直徑應縮小，使下部開口小于攪拌器導流筒的下端直徑應縮小，使下部開口小于攪拌器 的直徑。的直徑。56(a) 渦輪式或槳渦輪式或槳式攪拌器式攪拌器 導流筒置于導流筒置于槳葉的槳葉的上方上方

37、(b)(b)推進式攪拌器推進式攪拌器 導流筒套在槳導流筒套在槳 葉葉外面外面，或略，或略 高于槳葉高于槳葉圖圖821 821 導流筒導流筒57定義定義: 指攪拌器以一定轉速進行攪拌時，對液體做功指攪拌器以一定轉速進行攪拌時，對液體做功 并使并使 之發(fā)生流動所需的功率。之發(fā)生流動所需的功率。目的目的: a.設計或校核攪拌器和攪拌軸的強度和剛度設計或校核攪拌器和攪拌軸的強度和剛度 b.選擇電機和減速機等傳動裝置。選擇電機和減速機等傳動裝置。五、攪拌功率計算五、攪拌功率計算 區(qū)分區(qū)分:攪拌器功率攪拌器功率: 即攪拌功率即攪拌功率攪拌作業(yè)功率攪拌作業(yè)功率: 攪拌器使攪拌槽內的液體以最佳方式攪拌器使攪拌

38、槽內的液體以最佳方式 完成攪拌過程所需的功率完成攪拌過程所需的功率58影響攪拌功率的因素：影響攪拌功率的因素：a.a.攪拌器的幾何尺寸與轉速攪拌器的幾何尺寸與轉速: :攪拌器直徑、槳葉寬度、槳葉攪拌器直徑、槳葉寬度、槳葉 傾斜角、轉速、單個攪拌器葉片傾斜角、轉速、單個攪拌器葉片 數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等b.b.攪拌容器的結構攪拌容器的結構: :容器內徑、液面高度、擋板數(shù)、擋板寬度、容器內徑、液面高度、擋板數(shù)、擋板寬度、 導流筒的尺寸等。導流筒的尺寸等。c.c.攪拌介質的特性攪拌介質的特性: :液體的密度、粘度。液體的密度、粘度。d.d.重力加速度重力加速度5

39、9,.,)(Re)53DhDBDdfFrKdnPNqrp上述影響因素可用下式關聯(lián)上述影響因素可用下式關聯(lián): :（8181） 式中式中 B槳葉寬度，槳葉寬度，m m； d攪拌器直徑，攪拌器直徑，m m； D攪拌容器內直徑，攪拌容器內直徑，m m；gdnFr2Fr弗魯?shù)聹蕯?shù)，弗魯?shù)聹蕯?shù)，60h液面高度，液面高度，m；K系數(shù)；系數(shù)；n轉速，轉速，1/s； 密度，密度，kg/m3；粘度，粘度，PasPas。Np功率準數(shù)；功率準數(shù)；P攪拌功率，攪拌功率，W；r , q指數(shù)；指數(shù)； ndRe2 Re雷諾數(shù)，雷諾數(shù)， ；61一般情況下一般情況下: :弗魯?shù)聹蕯?shù)弗魯?shù)聹蕯?shù)Fr的影響較小。容器內徑的影響較小。容

40、器內徑D D、 擋板寬度擋板寬度b b等幾何參數(shù)可歸結到系數(shù)等幾何參數(shù)可歸結到系數(shù)K。由式（由式（8 81 1）得）得攪拌功率攪拌功率P P為：為：35pPNn d（8282） 關鍵求關鍵求(查圖查圖8-27)62圖圖8 827 27 六種攪拌器的功率曲線六種攪拌器的功率曲線( (全擋板條件全擋板條件) )1 5 10 5 102 5 103 5 104 5 1051005010510.5Re=d2n/63圖圖8 827 27 六種攪拌器的功率曲線六種攪拌器的功率曲線( (全擋板條件全擋板條件) )S/d=2D/d=2.5-6h/d=2-4h1/d=1B/d=1/5D/d=3h/d=3h1/d

41、=1B/d=1/8D/d=3h/d=3h1/d=1B/d=1/8 D/d=3 h/d=3 h1/d=1 =45o曲線曲線3-3-推進式推進式曲線曲線4-4-二葉平漿二葉平漿曲線曲線5-5-六彎葉六彎葉 開式渦輪開式渦輪 曲線曲線6-6-六斜葉六斜葉 開式渦輪開式渦輪 曲線曲線1-1-六直葉圓盤渦輪六直葉圓盤渦輪曲線曲線2-2-六直葉開式渦輪六直葉開式渦輪d:l:B=20:5:4 D/d=2-7 h/d=2-4 h1/d=0.7-1.6B/d=1/5D/d=3h/d=3h1/d=164低雷諾數(shù)低雷諾數(shù)(Re10)層流區(qū)層流區(qū): 流體不會打漩，重力影響可忽略，流體不會打漩，重力影響可忽略， 功率曲

42、線為斜率功率曲線為斜率-1的直線；的直線；10Re10000過渡流區(qū)過渡流區(qū): 功率曲線為一下凹曲線；功率曲線為一下凹曲線；Re10000充分湍流區(qū)充分湍流區(qū): 功率曲線呈一水平直線，功率曲線呈一水平直線， 即即Np與與Re無關，保持不變。無關，保持不變。由圖由圖827可知可知:65注意注意: a.圖圖827所示功率曲線只適用于圖示六種攪拌器的幾何所示功率曲線只適用于圖示六種攪拌器的幾何 比例關系。如果比例關系不同，功率準數(shù)比例關系。如果比例關系不同，功率準數(shù)Np也不同也不同 b.上述功率曲線是在單一液體下測得的。上述功率曲線是在單一液體下測得的。 對于非均相物系對于非均相物系:液液或液固液液

43、或液固: 用平均用平均氣液氣液:通氣攪拌功率均相液體攪拌功率通氣攪拌功率均相液體攪拌功率(82) 代替、式中 、66六、攪拌軸設計六、攪拌軸設計 型式型式實心軸實心軸空心軸空心軸軸設計包括軸設計包括強度強度剛度剛度臨界轉速臨界轉速軸封處徑向位移軸封處徑向位移設計步驟設計步驟: 計算計算d (危險截面危險截面) d+C2 圓整為標準軸徑。圓整為標準軸徑?？紤]上述因素計算所得考慮上述因素計算所得67力學模型力學模型: 圖圖8-28, 8-29 假設假設: （1 1）剛性聯(lián)軸器聯(lián)接的可拆軸視為整體軸；）剛性聯(lián)軸器聯(lián)接的可拆軸視為整體軸；（2 2）攪拌器及軸上的其它零件）攪拌器及軸上的其它零件( (附

44、件附件) )的重力、慣性的重力、慣性 力、流體作用力均作用在零件軸套的中部；力、流體作用力均作用在零件軸套的中部；（3 3）軸受扭矩作用外，還考慮攪拌器上流體的徑向）軸受扭矩作用外，還考慮攪拌器上流體的徑向 力以及攪拌軸和攪拌器力以及攪拌軸和攪拌器( (包括附件包括附件) )在組合重心在組合重心 處質量偏心引起的離心力的作用。處質量偏心引起的離心力的作用。68 圖圖828 828 懸臂軸受力模型懸臂軸受力模型 LeSFAm1FhiFh1FemiLiL1d69 圖圖8-29 8-29 單跨軸受力模型單跨軸受力模型 LeFhiFh1FASm1miFedLiL1L70按強度計算軸徑按強度計算軸徑:2

45、2ntenMMMMM 扭轉軸受當量轉矩彎曲 pWteMmax攪拌軸的強度條件是：攪拌軸的強度條件是：（8686）71式中式中 M彎矩，彎矩， M= MR+ MAMA由軸向力引起的軸的彎矩，由軸向力引起的軸的彎矩， NmNm；Mn扭矩，扭矩，NmNm；MR水平推力引起的軸的彎矩，水平推力引起的軸的彎矩，NmNm；Mte軸上扭轉和彎矩聯(lián)合作用時的當量扭矩，軸上扭轉和彎矩聯(lián)合作用時的當量扭矩， ，NmNm；22MMMnte7243116dWpWp抗扭截面模量，對空心圓軸抗扭截面模量，對空心圓軸 ，m3 16b軸材料的許用剪應力，軸材料的許用剪應力， Pa max 截面上最大剪應力，截面上最大剪應力，

46、Pa；b軸材料的抗拉強度軸材料的抗拉強度，Pa。 314)1 (72. 1teMd則攪拌軸的直徑：則攪拌軸的直徑：（87） 73按剛度計算軸徑按剛度計算軸徑: :目的目的: :防止軸產生過大扭轉防止軸產生過大扭轉變形變形以免在運轉中引起以免在運轉中引起軸的振動軸的振動, , 使軸封失效。使軸封失效。 應將軸單位長度最大扭轉角應將軸單位長度最大扭轉角限制在允許范圍內。限制在允許范圍內。 )1 (6 .58344maxGdMn（8383）軸扭矩的剛度條件為軸扭矩的剛度條件為:74nPMnn9553max式中式中 d攪拌軸直徑，攪拌軸直徑，m；G軸材料剪切彈性模量，軸材料剪切彈性模量，Pa；Mn m

47、ax 軸傳遞的最大扭矩，軸傳遞的最大扭矩， NmNm； n攪拌軸轉速，攪拌軸轉速，r/min；Pn電機功率，電機功率，kW；空心軸內徑和外徑的比值；空心軸內徑和外徑的比值；傳動裝置效率；傳動裝置效率； 許用扭轉角，對于懸臂梁許用扭轉角，對于懸臂梁 = 0.350.350 0/ /m， 對于單跨梁對于單跨梁 = 0.70.70 0/m。 75 414max)1 (92. 4GMdn故攪拌軸的直徑為故攪拌軸的直徑為（8484）76按臨界轉速校核軸徑按臨界轉速校核軸徑:臨界轉速臨界轉速nc攪拌軸的轉速達到軸自振頻率，發(fā)生攪拌軸的轉速達到軸自振頻率，發(fā)生 強烈振動，并出現(xiàn)很大彎曲時的轉速。強烈振動，并

48、出現(xiàn)很大彎曲時的轉速。工作轉速應避開臨界轉速工作轉速應避開臨界轉速:剛性軸剛性軸工作轉速工作轉速低于低于第一臨界轉速的軸第一臨界轉速的軸, 要求要求n0.7nc 柔性軸柔性軸工作轉速工作轉速大于大于第一臨界轉速的軸第一臨界轉速的軸, 要求要求n1.3nc臨界轉速臨界轉速nc= f (支承方式支承方式,支承點距離支承點距離, 軸徑軸徑)計算方法計算方法小軸小軸把軸理想化為無質量的帶有圓盤的轉子把軸理想化為無質量的帶有圓盤的轉子 系統(tǒng)來計算軸的臨界轉速。系統(tǒng)來計算軸的臨界轉速。大軸大軸采用等效質量方法采用等效質量方法77等效質量方法等效質量方法: 把軸本身的分布質量和軸上各個攪拌器的質量把軸本身的

49、分布質量和軸上各個攪拌器的質量 按等效原理按等效原理, 分別轉化到一個特定點上分別轉化到一個特定點上(如對懸如對懸 臂軸為軸末端臂軸為軸末端S ), 累加組成一個集中的等效質量。累加組成一個集中的等效質量。 把原來復雜多自由度轉軸系統(tǒng)簡化為無質量軸上把原來復雜多自由度轉軸系統(tǒng)簡化為無質量軸上 只有一個集中等效質量的只有一個集中等效質量的單自由度單自由度問題。問題。78懸臂軸懸臂軸: 按上述方法可按上述方法可, ,簡化為圖簡化為圖8-288-28的模型的模型, ,一階臨界轉速一階臨界轉速nc：scmaLLEIn1214)1 (330（8585）懸臂軸兩支點間距離，懸臂軸兩支點間距離，m；式中式中

50、 E E軸材料的彈性模量，軸材料的彈性模量，Pa； I軸的慣性矩，軸的慣性矩，m m4 4L1 1第第1個攪拌器懸臂長度，個攪拌器懸臂長度，m；nc臨界轉速，臨界轉速，r/min；ms軸及攪拌器有效質量在軸及攪拌器有效質量在s s點的點的 等效質量之和，等效質量之和，ziiSmmm1z攪拌器的數(shù)量。攪拌器的數(shù)量。79等直徑懸臂軸、單跨軸的臨界轉速詳細計算見文獻等直徑懸臂軸、單跨軸的臨界轉速詳細計算見文獻6464第第91919999頁。頁。不同型式的攪拌器、攪拌介質，剛性軸和柔性軸的不同型式的攪拌器、攪拌介質，剛性軸和柔性軸的工作轉速工作轉速n n與臨界轉速與臨界轉速nc的比值可參考表的比值可參

51、考表8-118-11。80攪拌介質攪拌介質剛性軸剛性軸柔性軸柔性軸攪拌器攪拌器( (葉片葉片式攪拌器除式攪拌器除外外) )葉片式攪拌器葉片式攪拌器高速攪拌器高速攪拌器氣體氣體n n/ /n nc c0.70.7不推薦不推薦液體液體液體液體 液體液體固體固體n n/ /n nc c0.70.7和和 n n/ /n nc c (0.45(0.450.55)0.55)n/nn/nc c= =1.31.31.61.6液體液體氣體氣體n n/ /n nc c0.60.6n n/ /n nc c0.40.4不推薦不推薦表表811 811 攪拌軸臨界轉速的選取攪拌軸臨界轉速的選取7 . 0cnn注：葉片式攪

52、拌器包括：槳式、開啟渦輪式、圓盤渦輪式、注：葉片式攪拌器包括：槳式、開啟渦輪式、圓盤渦輪式、 三葉后掠式、推進式；三葉后掠式、推進式； 不包括：錨式、框式、螺帶式。不包括：錨式、框式、螺帶式。81軸封處徑向位移的大小直接影響密封的性能，軸封處徑向位移的大小直接影響密封的性能，徑向位移大，易造成泄漏或密封的失效。徑向位移大，易造成泄漏或密封的失效。按軸封處允許徑向位移驗算軸徑按軸封處允許徑向位移驗算軸徑: : （1 1）軸承的徑向游隙；）軸承的徑向游隙；（2 2）流體形成的水平推力；）流體形成的水平推力；（3 3）攪拌器及附件組合質量不均勻產生的離心力。）攪拌器及附件組合質量不均勻產生的離心力。

53、軸封處的軸封處的徑向位移徑向位移原因：原因：力學模型力學模型: 圖圖8-3082圖圖830 830 徑向位移徑向位移計算模型計算模型S/2S/2FhiFh1L1 LiL083 00LL計算計算: : 分別計算其徑向位移，然后疊加，使總徑向位移分別計算其徑向位移，然后疊加，使總徑向位移 小于允許的徑向位移小于允許的徑向位移 ，即，即（8888） 式中式中 軸封處的允許徑向位移，軸封處的允許徑向位移， 030.1LKd mm mm 通常通常 K K3 3徑向位移系數(shù)，徑向位移系數(shù)， 當設計壓力當設計壓力p0.10.6MPa， n100r/min時時, ,一般物料一般物料K30.3。0L 0L 0L

54、84攪拌軸軸徑必須滿足攪拌軸軸徑必須滿足強度強度和和臨界轉速臨界轉速的要求。的要求。當有要求時，還應滿足當有要求時，還應滿足扭轉變形、徑向總位移扭轉變形、徑向總位移的要求。的要求。有關攪拌軸的詳細計算及參數(shù)的選取見文獻有關攪拌軸的詳細計算及參數(shù)的選取見文獻64 64 第第8282頁至第頁至第103103頁。頁。85減小軸端撓度、提高攪拌軸臨界轉速的措施減小軸端撓度、提高攪拌軸臨界轉速的措施: :(1) (1) 縮短懸臂段攪拌軸的長度縮短懸臂段攪拌軸的長度 受到端部集中力作用的懸臂梁，其端點撓度與懸受到端部集中力作用的懸臂梁，其端點撓度與懸臂長度的三次方成正比。臂長度的三次方成正比。縮短攪拌軸懸

55、臂長度，可以降低梁端的撓度，這縮短攪拌軸懸臂長度，可以降低梁端的撓度，這是減小撓度最簡單的方法，但會改變設備的高徑是減小撓度最簡單的方法，但會改變設備的高徑比，影響攪拌效果。比，影響攪拌效果。86(2) (2) 增加軸徑增加軸徑軸徑越大，軸端撓度越小。軸徑越大，軸端撓度越小。但軸徑增加，與軸連接的零部件均需加大規(guī)格，如軸但軸徑增加，與軸連接的零部件均需加大規(guī)格，如軸承、軸封、聯(lián)軸器等，導致造價增加。承、軸封、聯(lián)軸器等，導致造價增加。(3) (3) 設置底軸承或中間軸承設置底軸承或中間軸承設置底軸承或中間軸承改變了軸的支承方式，可減小設置底軸承或中間軸承改變了軸的支承方式，可減小攪拌軸的撓度。攪

56、拌軸的撓度。但底軸承和中間軸承浸沒在物料中，潤滑不好，如物但底軸承和中間軸承浸沒在物料中，潤滑不好，如物料中有固體顆粒，更易磨損，需經常維修，影響生產。料中有固體顆粒，更易磨損，需經常維修，影響生產。發(fā)展趨勢是盡量避免采用底軸承和中間軸承。發(fā)展趨勢是盡量避免采用底軸承和中間軸承。87(4) (4) 設置穩(wěn)定器設置穩(wěn)定器 工作原理：穩(wěn)定器受到介質阻尼作用力的方向與攪拌器工作原理：穩(wěn)定器受到介質阻尼作用力的方向與攪拌器 對攪拌軸施加的水平作用力的方向相反，減對攪拌軸施加的水平作用力的方向相反，減 少軸的擺動量。少軸的擺動量。 穩(wěn)定器擺動時，阻尼力與承受阻尼作用的面穩(wěn)定器擺動時，阻尼力與承受阻尼作用

57、的面 積有關，迎液面積越大，阻尼作用越明顯，積有關，迎液面積越大，阻尼作用越明顯， 穩(wěn)定效果越好。穩(wěn)定效果越好。采用穩(wěn)定器可改善攪拌設備的采用穩(wěn)定器可改善攪拌設備的運行性能，延長軸承的壽命運行性能，延長軸承的壽命88穩(wěn)定器分類穩(wěn)定器分類圓筒型圓筒型: 圖圖8-31葉片型葉片型: 圖圖8-3289hdtdH空心圓筒，空心圓筒，安裝在攪拌安裝在攪拌器下面器下面圖圖831 831 穩(wěn)定筒穩(wěn)定筒90（a a）葉片切向布置）葉片切向布置 在攪拌器下面在攪拌器下面 圖圖832 832 葉片型穩(wěn)定器葉片型穩(wěn)定器91圖圖832 832 葉片型穩(wěn)定器葉片型穩(wěn)定器(b)(b)葉片安裝在軸葉片安裝在軸 上，并與軸垂

58、直上，并與軸垂直92圖圖832 832 葉片型穩(wěn)定器葉片型穩(wěn)定器(c) (d) 葉片安裝在軸葉片安裝在軸 上，并與軸垂直上，并與軸垂直93七、密封裝置七、密封裝置 (軸封軸封)作用作用: a. 保證攪拌設備內處于一定正壓或真空保證攪拌設備內處于一定正壓或真空 b.避免介質通過轉軸從攪拌容器內泄漏或外部雜質滲入避免介質通過轉軸從攪拌容器內泄漏或外部雜質滲入 攪拌容器內。攪拌容器內。型式型式填料密封填料密封: 圖圖8-33機械密封機械密封: 圖圖8-3594 填料密封填料密封特點特點: 結構簡單，制造容易，結構簡單，制造容易，適用適用: 低壓、低轉速，非腐蝕性和弱腐蝕性介質，低壓、低轉速，非腐蝕性

59、和弱腐蝕性介質， 密封要求不高，并允許定期維護的攪拌設備。密封要求不高，并允許定期維護的攪拌設備。結構及工作原理：圖結構及工作原理：圖8-33組成：組成：底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等。底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等。95工作原理：工作原理：靠擰緊壓蓋螺栓的軸向力使填料產生靠擰緊壓蓋螺栓的軸向力使填料產生徑向徑向變形而起變形而起密封作用。密封作用。填料中含有潤滑劑，在對攪拌軸產生徑向壓緊力的填料中含有潤滑劑，在對攪拌軸產生徑向壓緊力的同時，形成一層極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到同時，形成一層極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到潤滑，另一方面阻止設備內流體的逸出或外部流體潤滑，

60、另一方面阻止設備內流體的逸出或外部流體的滲入，達到密封的目的。的滲入，達到密封的目的。96存在問題：存在問題：填料中的潤滑劑會在運轉中不斷消耗，通過設置在填料填料中的潤滑劑會在運轉中不斷消耗，通過設置在填料中間的油環(huán)向填料內加油，保持潤滑。中間的油環(huán)向填料內加油，保持潤滑。填料密封不可能絕對不漏。增加壓緊力，填料緊壓在轉填料密封不可能絕對不漏。增加壓緊力，填料緊壓在轉動軸上，會加速軸與填料間的磨損，使密封更快失效。動軸上，會加速軸與填料間的磨損，使密封更快失效。在操作過程中應適當調整壓蓋的壓緊力，并需定期更換在操作過程中應適當調整壓蓋的壓緊力，并需定期更換填料。填料。97833 833 填料密