搅拌器设计课件.ppt
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1、关于搅拌器设计1第1页,此课件共54页哦2一、作用一、作用1、使物料、使物料混合均匀混合均匀第一节第一节 概述概述 2 2、强化传、强化传热、传质热、传质使气体在液相中很好地分散使气体在液相中很好地分散使固体粒子(如催化剂)在液相中使固体粒子(如催化剂)在液相中均匀地悬浮均匀地悬浮使不相溶的另一液相均匀悬浮或充使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化分乳化强化相间的传质(如吸收等)强化相间的传质(如吸收等)强化传热强化传热第2页,此课件共54页哦31-搅拌器搅拌器2-罐体罐体3-夹套夹套4-搅拌轴搅拌轴5-压出管压出管6-支座支座7-人孔人孔8-轴封轴封9-传动装置传动装置图图9-1搅拌设备结构图
2、搅拌设备结构图二、结构二、结构第3页,此课件共54页哦4搅拌设备搅拌设备搅拌装置搅拌装置轴封轴封搅拌罐搅拌罐罐体罐体附件附件搅拌轴搅拌轴搅拌器搅拌器传动装置传动装置第4页,此课件共54页哦5第二节第二节搅拌器的型式及选型搅拌器的型式及选型一、常见型式一、常见型式第5页,此课件共54页哦6二、搅拌器的功能二、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,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。以达到搅拌过程的目的。浆叶旋转运动,产生能量,作浆叶旋转运动,产生能量,作用于液体,形成流动状态。关用于液体,形成流动状态。关键在浆叶,也与其它因素有关,键在浆叶,也与其它因
3、素有关,如介质特性,搅拌器的工作环如介质特性,搅拌器的工作环境等。境等。第6页,此课件共54页哦7三、选型三、选型搅拌器选型搅拌器选型搅拌目的搅拌目的物料粘度物料粘度搅拌容器容积的大小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。用省,以及制造、维护和检修方便等因素。第7页,此课件共54页哦8表表9-1搅拌器型式适用条件表搅拌器型式适用条件表注表中空白为不适或不详,注表中空白为不适或不详,为适合。为适合。搅拌器型式搅拌器型式流动状态流动状态搅拌目的搅拌目的搅拌容搅拌容器容积器容积(m3)转速范
4、转速范围围(r/min)最高最高粘度粘度(P)对对流流循循环环湍湍流流扩扩散散剪剪切切流流低低粘粘度度混混合合高粘高粘度液度液混合混合传热传热反应反应分分散散溶溶解解固固体体悬悬浮浮气气体体吸吸收收结结晶晶传传热热液液相相反反应应涡轮式涡轮式110010300500桨式桨式12001030020推进式推进式1100010500500折叶开启涡轮式折叶开启涡轮式1100010300500布尔马金式布尔马金式110010300500锚式锚式110011001000螺杆式螺杆式1500.5501000螺带式螺带式1500.5501000第8页,此课件共54页哦9四、几种常用搅拌器简介四、几种常用搅拌
5、器简介桨式桨式、推进式推进式、涡轮式涡轮式和和锚式锚式搅拌器在搅拌器在搅拌反应设备中应用最为广泛,据统计约占搅拌反应设备中应用最为广泛,据统计约占搅拌器总数的搅拌器总数的7580。第9页,此课件共54页哦101.桨式搅拌器桨式搅拌器结构最简单结构最简单叶片用扁钢制成,焊叶片用扁钢制成,焊接或用螺栓固定在轮接或用螺栓固定在轮毂上,叶片数是毂上,叶片数是2 2、3 3或或4 4 片,叶片形式可片,叶片形式可分为平直叶式和折叶分为平直叶式和折叶式两种。式两种。图图9-3桨式搅拌器桨式搅拌器第10页,此课件共54页哦11主要应用主要应用液液液系中用于防止分离、使罐的温度均一,固液系中用于防止分离、使罐
6、的温度均一,固液系中多用于防止固体沉降。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,故比平直叶式的功耗少,操作费用低,故轴流桨叶使轴流桨叶使用较多。用较多。也用于高粘流体搅拌,促进流体的上下交换,代替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。价格高的螺带式叶轮,能获得良好的效果。第11页,此课件共54页哦12桨式搅拌器的转速一般为桨式搅拌器的转速一般为20100r/min,最高粘度为最高粘度为20Pas。缺点缺点不能用于以保持气体和以细微化为目的不能用于
7、以保持气体和以细微化为目的的气的气液分散操作中。液分散操作中。第12页,此课件共54页哦132.推进式搅拌器推进式搅拌器推进式搅拌器(又称船用推进器)推进式搅拌器(又称船用推进器)常用于低粘流体中。常用于低粘流体中。结构结构标准推进式搅拌器有三瓣叶标准推进式搅拌器有三瓣叶片,其螺距与桨直径片,其螺距与桨直径d相等。相等。它直径较小,它直径较小,d/D=1/41/3,叶,叶端速度一般为端速度一般为710m/s,最高,最高达达15m/s。图图9-4推进式搅拌器推进式搅拌器第13页,此课件共54页哦14搅拌时搅拌时流体由桨叶上方吸入,下方以圆筒状螺旋形排流体由桨叶上方吸入,下方以圆筒状螺旋形排 出,
8、流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方,形出,流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方,形 成轴向流动。成轴向流动。特点特点 搅拌时流体的湍流程度不高,循环量大,结构搅拌时流体的湍流程度不高,循环量大,结构 简单,制造方便。简单,制造方便。循环性能好,剪切作用不大,循环性能好,剪切作用不大,属于循环型搅拌器。属于循环型搅拌器。第14页,此课件共54页哦15应用应用粘度低、流量大的场合,用较小的搅拌功率,能获得较好粘度低、流量大的场合,用较小的搅拌功率,能获得较好的搅拌效果。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。中防止淤泥沉降
9、等。改进改进容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、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。搅拌器倾斜,可防止漩涡形成。第15页,此课件共54页哦163涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器(又称透涡轮式搅拌器(又称透平式叶轮),是应用较平式叶轮),是应用较广的一种搅拌器,能有广的一种搅拌器,能有效地完成几乎所有的搅效地完成几乎所有的搅拌操作,并能处理粘度拌操作,并能处理粘度范围很广的流体范围很广的流体。图图9-5涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器第16页,此课件共54页哦17应用应用 涡轮式搅拌器有较大的剪切力,可使流体微团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
10、粘度流体的混合、分散得很细,适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液液液分散、液液分散、液固悬浮,以及促进良好的传热、固悬浮,以及促进良好的传热、传质和化学反应。传质和化学反应。第17页,此课件共54页哦184锚式搅拌器锚式搅拌器 结构简单。结构简单。适用于粘度在适用于粘度在100Pas以下的流体搅拌,当流以下的流体搅拌,当流体粘度在体粘度在10100Pas时,可在锚式桨中间加时,可在锚式桨中间加一横桨叶,即为一横桨叶,即为框式搅框式搅拌器,拌器,以增加容器中部以增加容器中部的混合。的混合。图图9-6锚式搅拌器锚式搅拌器第18页,此课件共54页哦19锚式或框式桨叶的混合效果并不理想,只适用于对混合
11、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。要求不太高的场合。应用应用由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器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、大,能得到大的表面传热系数,故常用于传热、晶析操作。晶析操作。常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。当搅拌粘度大于当搅拌粘度大于100Pas的流体时,应采用螺带的流体时,应采用螺带式或螺杆式。式或螺杆式。第19页,此课件共54页哦20一、一、搅搅拌器功率和拌器功率和搅搅拌器作拌器作业业功率功率1、定、定义义搅搅拌功率拌功率搅搅拌器功率拌器功率搅搅拌作
12、拌作业业功率功率第三节第三节 搅拌器的功率搅拌器的功率最理想状态:搅拌器功率搅拌作业功率最理想状态: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。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为使搅拌器连续运转所需要的功率称为搅拌器功率。称为搅拌器功率。搅拌器使搅拌槽中的液体以搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需最佳方式完成搅拌过程所需要的功率。要的功率。第20页,此课件共54页哦212、影响、影响搅搅拌器功率的因素拌器功率的因素搅搅拌器的几何参数与运拌器的几何参数与运转转参数参数搅搅拌槽的几何参数拌槽的几何参
13、数搅搅拌介拌介质质的物性参数的物性参数第21页,此课件共54页哦223、从、从搅搅拌作拌作业业功率的功率的观观点决定点决定搅搅拌拌过过程的功率程的功率液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值(表表92)搅拌过程的种类搅拌过程的种类液体单位体积的平均搅拌功率液体单位体积的平均搅拌功率/(Hp/m3)液体混合液体混合0.09固体有机物悬浮固体有机物悬浮0.2640.396固体有机物溶解固体有机物溶解0.3960.528固体无机物溶解固体无机物溶解1.32乳液聚合乳液聚合(间歇式间歇式)1.322.64悬浮聚合悬浮聚合(间歇式间歇式)1.5851.894气体分散气体分散3
14、.96注注1Hp=735.499W表表9-2不同搅拌种类液体单位体积的平均搅拌功率不同搅拌种类液体单位体积的平均搅拌功率第22页,此课件共54页哦23按搅拌过程求搅拌功率的算图按搅拌过程求搅拌功率的算图图图9-7由搅拌过程求搅拌功率的算图由搅拌过程求搅拌功率的算图第23页,此课件共54页哦24将该点与某一搅将该点与某一搅拌过程连线,交于拌过程连线,交于搅拌功率线,即可搅拌功率线,即可求得该过程的搅拌求得该过程的搅拌功率功率从液体容积值与液体粘度值连线,交于参考线从液体容积值与液体粘度值连线,交于参考线;由该点与液体比由该点与液体比重连线,并交于参重连线,并交于参考线考线上某点;上某点;图图9-
15、7由搅拌过程求搅拌功率的算图由搅拌过程求搅拌功率的算图第24页,此课件共54页哦25一、一、罐体的罐体的尺寸确定尺寸确定罐体长径比对搅拌功率的影响罐体长径比对搅拌功率的影响第四节 搅拌罐结构设计罐体长径比对传热的影响罐体长径比对传热的影响需要较大搅拌功率的,长径比可以选得小些。需要较大搅拌功率的,长径比可以选得小些。体积一定时,长径比越大,表面积越大,越利于传热;并且此时传体积一定时,长径比越大,表面积越大,越利于传热;并且此时传热面距罐体中心近,物料的温度梯度就越大,有利于传热效果。因热面距罐体中心近,物料的温度梯度就越大,有利于传热效果。因此,单纯从夹套传热角度考虑,一般希望长径比大一些。
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