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搅拌器(课件).ppt

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1,第九章 搅拌器的机械设计,教学重点: 搅拌器的型式及选型,2,一、作用,1、使物料 混合均匀,第一节 概述,2、强化传热、传质,3,1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置,图9-1 搅拌设备结构图,二、结构,4,,搅拌设备,搅拌装置,轴封,搅拌罐,罐体,附件,搅拌轴,搅拌器,传动装置,,,,5,第二节 搅拌器的型式及选型,,一、常见型式,6,二、搅拌器的功能,提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状态,以达到搅拌过程的目的。,浆叶旋转运动,产生能量,作用于液体,形成流动状态。关键在浆叶,也与其它因素有关,如介质特性,搅拌器的工作环境等。,7,三、选型,,搅拌器选型,搅拌目的,物料粘度,搅拌容器容积的大小,,选用时除满足工艺要求外,还应考虑功耗低、操作费用省,以及制造、维护和检修方便等因素。,8,表9-1 搅拌器型式适用条件表,,注 表中空白为不适或不详,○为适合。,9,四、几种常用搅拌器简介,,桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在 搅拌反应设备中应用最为广泛,据统计约占 搅拌器总数的75~80%。,10,,,1. 桨式搅拌器,结构最简单 叶片用扁钢制成,焊 接或用螺栓固定在轮 毂上,叶片数是2、3 或4 片,叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。,图9-3 桨式搅拌器,11,,,主要应用,液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一,固— 液系中多用于防止固体沉降。,主要用于流体的循环,由于在同样排量下,折叶式 比平直叶式的功耗少,操作费用低,故轴流桨叶使 用较多。,也用于高粘流体搅拌,促进流体的上下交换,代替 价格高的螺带式叶轮,能获得良好的效果。,12,桨式搅拌器的转速一般为20~100r/min , 最高粘度为20Pa·s 。,缺点,不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。,,13,2. 推进式搅拌器,,推进式搅拌器(又称船用推进器) 常用于低粘流体中。,结构,,,标准推进式搅拌器有三瓣叶 片,其螺距与桨直径d相等。 它直径较小,d/D=1/4~1/3,叶端速度一般为 7~10 m/s,最高达15 m/s。,,图9-4 推进式搅拌器,14,,搅拌时——流体由桨叶上方吸入,下方以圆筒状螺旋形排出,流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方,形成轴向流动。,特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高,循环量大,结构简单,制造方便。,,循环性能好,剪切作用不大, 属于循环型搅拌器。,15,应用,,粘度低、流量大的场合,用较小的搅拌功率,能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液-液系混合、使温度均匀,在低浓度固-液系 中防止淤泥沉降等。,,改进,,容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜,可防止漩涡形成。,16,3.涡轮式搅拌器,,涡轮式搅拌器(又称透 平式叶轮),是应用较 广的一种搅拌器,能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作,并能处理粘度 范围很广的流体。,图9-5 涡轮式搅拌器,17,涡轮式搅拌器有较大的剪切力,可使流体微团分散得很细,适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液—液分散、液—固悬浮,以及促进良好的传热、传质和化学反应。,18,4.锚式搅拌器,,结构简单。 适用于粘度在100Pa·s 以下的流体搅拌,当流 体粘度在10~100Pa·s 时,可在锚式桨中间加 一横桨叶,即为框式搅 拌器,以增加容器中部 的混合。,图9-6 锚式搅拌器,19,锚式或框式桨叶的混合效果并不理想,只适用于对混合 要求不太高的场合。,由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器 大,能得到大的表面传热系数,故常用于传热、 晶析操作。 常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。 当搅拌粘度大于100Pa·s 的流体时,应采用螺带 式或螺杆式。,20,一、搅拌器功率和搅拌器作业功率,1、定义,,搅拌功率,搅拌器功率,搅拌作业功率,第三节 搅拌器的功率,最理想状态:搅拌器功率=搅拌作业功率,搅拌过程进行时需要动力,笼统地称这一动力时叫做搅拌功率。,为使搅拌器连续运转所需要的功率称为搅拌器功率。,搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率。,,21,2、影响搅拌器功率的因素,22,3、从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率,液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值(表9-2),,注 1Hp=735.499W,表9-2 不同搅拌种类液体单位体积的平均搅拌功率,23,按搅拌过程求搅拌功率的算图,,,图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图,24,③将该点与某一搅拌过程连线,交于搅拌功率线,即可求得该过程的搅拌功率,,,,,①从液体容积值与液体粘度值连线,交于参考线Ⅰ;,②由该点与液体比重连线,并交于参考线Ⅱ上某点;,,,图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图,25,一、罐体的尺寸确定,罐体长径比对搅拌功率的影响,第
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