使液體、氣體介質(zhì)強(qiáng)迫對(duì)流并均勻混合的器件。 美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器的類型、尺寸及轉(zhuǎn)速,對(duì)攪拌功率在總體流動(dòng)和湍流脈動(dòng)之間的分配都有影響。一般說來,渦輪式攪拌器的功率分配對(duì)湍流脈動(dòng)有利,而旋槳式攪拌器對(duì)總體流動(dòng)有利。對(duì)于同一類型的美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器來說,在功率消耗相同的條件下,大直徑、低轉(zhuǎn)速的攪拌器,功率主要消耗于總體流動(dòng),有利于宏觀混合。小直徑、高轉(zhuǎn)速的攪拌器,功率主要消耗于湍流脈動(dòng),有利于微觀混合。攪拌器的放大是與工藝過程有關(guān)的復(fù)雜問題,至今只能通過逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大,根據(jù)取得的放大判據(jù),外推至工業(yè)規(guī)模。 美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器的攪拌功率: 攪拌器向液體輸出的功率P,按下式計(jì)算: P=Kd5N3ρ 式中K為功率準(zhǔn)數(shù),它是攪拌雷諾數(shù)Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函數(shù);d和N 分別為美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器的直徑和轉(zhuǎn)速;ρ和μ分別為混合液的密度和粘度。對(duì)于一定幾何結(jié)構(gòu)的攪拌器和攪拌槽,K與Rej的函數(shù)關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,將這函數(shù)關(guān)系繪成曲線,稱為功率曲線(圖7)。 攪拌功率的基本計(jì)算方法 理論上雖然可將攪拌功率分為美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮,但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率,因攪拌作業(yè)功率很難予以準(zhǔn)確測(cè)定,一般通過設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速來滿足達(dá)到所需的攪拌作業(yè)功率。從美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器功率的概念出發(fā),影響攪拌功率的主要因素如下。 ① 攪拌器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù),如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數(shù)量、攪拌器的轉(zhuǎn)速等。 ② 攪拌槽的結(jié)構(gòu)參數(shù),如攪拌槽內(nèi)徑和高度、有無(wú)擋板或?qū)Я魍病醢宓膶挾群蛿?shù)量、導(dǎo)流筒直徑等。 ③ 攪拌介質(zhì)的物性,如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。 由以上分析可見,影響攪拌功率的因素是很復(fù)雜的,一般難以直接通過理論分析方法來得到攪拌功率的計(jì)算方程。因此,借助于實(shí)驗(yàn)方法,再結(jié)合理論分析,是求得攪拌功率計(jì)算公式的惟一途徑。 由流體力學(xué)的納維爾-斯托克斯方程,并將其表示成無(wú)量綱形式,可得到無(wú)量綱關(guān)系式(11-14)。 Np=P/ρN³dj5=f(Re,F(xiàn)r) 式中Np——功率準(zhǔn)數(shù) Fr——弗魯?shù)聰?shù),F(xiàn)r=N²dj/g; P——攪拌功率,W。 式(11-14)中,雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘滯力之比,而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗(yàn)表明,除了在Re﹥300的過渡流狀態(tài)時(shí),F(xiàn)r數(shù)對(duì)攪拌功率都沒有影響。即使在Re﹥300的過渡流狀態(tài),F(xiàn)r數(shù)對(duì)大部分的攪拌槳葉影響也不大。因此在工程上都直接把功率因數(shù)表示成雷諾數(shù)的函數(shù),而不考慮弗魯?shù)聰?shù)的影響。 由于在雷諾數(shù)中僅包含了美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器的轉(zhuǎn)速、槳葉直徑、流體的密度和黏度,因此對(duì)于以上提及的其他眾多因素必須在實(shí)驗(yàn)中予以設(shè)定,然后測(cè)出功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。由此可以看到,從實(shí)驗(yàn)得到的所有功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線或方程都只能在一定的條件范圍內(nèi)才能使用。zui明顯的是對(duì)不同的槳型,功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線是不同的,它們的Np-Re關(guān)系曲線也會(huì)不同。 美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器的選型步驟分析介紹: 攪拌裝置的設(shè)計(jì)選型與攪拌作業(yè)目的緊密結(jié)合。各種不同的攪拌過程需要由不同的攪拌裝置運(yùn)行來實(shí)現(xiàn),在設(shè)計(jì)選型時(shí)首先要根據(jù)工藝對(duì)攪拌作業(yè)的目的和要求,確定美國(guó)凱米尼爾CHEMINEER攪拌器型式、電動(dòng)機(jī)功率、攪拌速度,然后選擇減速機(jī)、機(jī)架、攪拌軸、軸封等各部件。共具體步驟方法如下: 1.按照工藝條件、攪拌目的和要求,選擇攪拌器型式,選擇攪拌器型式時(shí)應(yīng)充分掌握攪拌器的動(dòng)力特性和攪拌器在攪拌過程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關(guān)系。 2.按照所確定的攪拌器型式及攪拌器在攪拌過程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài),工藝對(duì)攪拌混合時(shí)間、沉降速度、分散度的控制要求,通過實(shí)驗(yàn)手段和計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì),確定電動(dòng)機(jī)功率、攪拌速度、攪拌器直徑。 3.按照電動(dòng)機(jī)功率、攪拌轉(zhuǎn)速及工藝條件,從減速機(jī)選型表中選擇確定減速機(jī)機(jī)型。如果按照實(shí)際工作扭矩來選擇減速機(jī),則實(shí)際工作扭矩應(yīng)小于減速機(jī)許用扭矩。 4.按照減速機(jī)的輸出軸頭d和攪拌軸系支承方式選擇與d相同型號(hào)規(guī)格的機(jī)架、聯(lián)軸器 5.按照機(jī)架攪拌軸頭do尺寸、安裝容納空間及工作壓力、工作溫度選擇軸封型式 6.按照安裝形式和結(jié)構(gòu)要求,設(shè)計(jì)選擇攪拌軸結(jié)構(gòu)型式,并校檢其強(qiáng)度、剛度。 如按剛性軸設(shè)計(jì),在滿足強(qiáng)度條件下n/nk≤0.7 如按柔性軸設(shè)計(jì),在滿足強(qiáng)度條件下n/nk>=1.3 7.按照機(jī)架的公稱心寸DN、攪拌軸的擱軸型式及壓力等級(jí)、選擇安裝底蓋、凸緣底座或凸緣法蘭 8.按照支承和抗振條件,確定是否配置輔助支承。 在以上選型過程中,攪拌裝置的組合、配置可參考(攪拌裝置設(shè)計(jì)選擇流程示意圖),配置過程中各部件之間連接關(guān)鍵尺寸是軸頭尺寸,軸頭尺寸一致的各部件原則上可互換、組合。
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