攪拌槳葉的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算

_一、攪拌機(jī)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(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)散宏觀混合宏觀混合渦流對(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、剪切混合剪切混合：攪拌槳直接與物料作用，把物料撕成越來(lái)越薄的薄層，達(dá)到混合的目的。高粘度過(guò)物料混合過(guò)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(shí))或I=AA0 (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)勻度為_(kāi)2、混合尺度AAABB(a)(b)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(shuō)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)__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，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 (1)旋槳式攪拌器類(lèi)似于無(wú)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(wú)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(gè)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(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)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?！喈?dāng)時(shí)，應(yīng)采用Dn結(jié)構(gòu)：__槳式攪拌器特點(diǎn)：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(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：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(méi)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①容器長(zhǎng)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(shí)際盛裝物料的容積4_V容器全容積η=0.6~0.85如攪拌過(guò)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(shí)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(jì)算.直徑計(jì)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(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)，這種流動(dòng)狀態(tài)叫打旋。 (2)打旋的危害①幾乎不存在軸向混合，會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象。，有效容積降低。③當(dāng)旋渦較深時(shí)，會(huì)發(fā)生從液體表面吸氣現(xiàn)象，引起液體密度變化或機(jī)械振動(dòng)。 (3)常見(jiàn)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(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：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(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(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(kāi)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(jiǎn)單②成本低③對(duì)軸磨損大④摩擦功耗大⑤需經(jīng)常調(diào)解(2)機(jī)械密封①密封可靠②對(duì)軸無(wú)磨損③摩擦功耗?、苁褂脡勖L(zhǎng)⑤無(wú)需調(diào)整⑥結(jié)構(gòu)復(fù)雜_攪拌器__五、功率計(jì)算計(jì)算方法影響功率的因素：__物性參數(shù)：ρ、μ找出無(wú)因次數(shù)群Fyer式中：φ—功率因素YFr=1.∴φ=Np=kRex對(duì)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(shí)，(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(yàn)測(cè)得：k≈1當(dāng)n一定時(shí)功率與μ.dj3