搅拌器的型式.ppt

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1、搅拌器的型式 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望搅拌器的分类搅拌器的分类按流体流动形态按流体流动形态轴向流搅拌器轴向流搅拌器径向流搅拌器径向流搅拌器混合流搅拌器混合流搅拌器按搅拌器叶片结构按搅拌器叶片结构平叶平叶折叶折叶螺旋面叶螺旋面叶按搅拌用途按搅拌用途低粘流体用搅拌器低粘流体用搅拌器高粘流体用搅拌器高粘流体用搅拌器1、式搅拌器主要用于流体的循环，、式搅拌器主要用于流体的循环，不能用于气液分散操作。不能用于气液分散操作。2、折叶式比平直叶式功耗少，操

2、、折叶式比平直叶式功耗少，操作费用低，故折叶桨使用较多。作费用低，故折叶桨使用较多。桨式搅拌器桨式搅拌器桨式搅拌器常用参数（表桨式搅拌器常用参数（表8-5）推进式搅拌器推进式搅拌器推进式搅拌器常用参数（表推进式搅拌器常用参数（表8-6）推进式搅拌器的特点推进式搅拌器的特点轴向流搅拌器轴向流搅拌器常用于低粘流体的搅拌常用于低粘流体的搅拌结构简单、制造方便结构简单、制造方便循环量大，搅拌功率小循环量大，搅拌功率小涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器（透平式叶轮）（透平式叶轮）1、适用物料粘度范围广。、适用物料粘度范围广。2、剪切力较大，分散流体、剪切力较大，分散流体的效果好。的效果好。3、直叶和弯叶涡轮搅拌器

3、、直叶和弯叶涡轮搅拌器主要产生径向流，折叶涡主要产生径向流，折叶涡轮搅拌器主要产生轴向流。轮搅拌器主要产生轴向流。涡轮式搅拌器常用参数涡轮式搅拌器常用参数（表（表8-6）锚式搅拌器锚式搅拌器涡轮式搅拌器常用参数涡轮式搅拌器常用参数（表（表8-6）框式搅拌器框式搅拌器锚式和框式搅拌器特点锚式和框式搅拌器特点1、结构简单，制造方便。、结构简单，制造方便。2、适用于粘度大、处理量大的物料。、适用于粘度大、处理量大的物料。3、易得到大的表面传热系数。、易得到大的表面传热系数。4、可减少、可减少“挂壁挂壁”的产生。的产生。螺杆式搅拌器螺杆式搅拌器螺带式搅拌器螺带式搅拌器1、介质的性质、介质的性质（1）介

4、质的粘度）介质的粘度随随着着介介质质粘粘度度增增高高，各各种种搅搅拌拌器器使使用用的的顺顺序序是是：桨桨叶叶式式、推推进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式（2）介质的密度）介质的密度（3）介质的腐蚀性）介质的腐蚀性2、反应过程的特性、反应过程的特性间间歇歇操操作作还还是是连连续续操操作作；吸吸热热反反应应还还是是放放热热反反应应；是是否否结结晶晶或有固体沉淀物产生等。或有固体沉淀物产生等。3、搅拌效果和搅拌功率的要求、搅拌效果和搅拌功率的要求搅拌器的选型搅拌器的选型搅拌器的选用搅拌器的选用生物反应物料的特性生物反应物料的特性生物反应都是在多相体系中进行生

5、物反应都是在多相体系中进行大多数生物颗粒对剪切力非常敏感大多数生物颗粒对剪切力非常敏感大多数微生物发酵需要氧气大多数微生物发酵需要氧气搅拌功率的计算搅拌功率的计算影响搅拌功率的影响搅拌功率的主要参数主要参数搅拌器的搅拌器的运动参数运动参数被搅拌介被搅拌介质的特性质的特性搅拌器的搅拌器的几何尺寸几何尺寸重力参数重力参数搅拌容器搅拌容器的结构的结构搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算电机和减速机的选型P=f（n，d，g）=KnadbcegfK-系统几何构形的总形状系数系统几何构形的总形状系数功率关联式：功率关联式：功率表达式功率表达式搅拌轴设计搅拌轴设计搅拌轴的结构设计搅拌轴的结构设计计算搅拌轴的直径计

6、算搅拌轴的直径搅拌轴材料选择搅拌轴材料选择加工直线度加工直线度的要求的要求耐腐蚀要求耐腐蚀要求足够的强度、足够的强度、刚度和韧性刚度和韧性优良的切削优良的切削加工性能加工性能 搅拌轴的结构设计搅拌轴的结构设计轴颈设计轴颈设计轴身设计轴身设计轴头设计轴头设计搅拌轴直径计算搅拌轴直径计算影响搅拌轴直径的四个因素影响搅拌轴直径的四个因素1、扭转变形、扭转变形2、临界转速、临界转速3、扭转和弯矩联合作用下的强度、扭转和弯矩联合作用下的强度4、轴封处允许的径向位移、轴封处允许的径向位移搅拌轴的力学模型搅拌轴的力学模型按扭转变形计算搅拌轴的直径按扭转变形计算搅拌轴的直径刚度条件刚度条件轴径轴径按临界转速校

7、核搅拌轴的直径按临界转速校核搅拌轴的直径临界转速临界转速要求要求n0.7nc（刚性轴）刚性轴）1.3nc（柔性轴）柔性轴）搅拌轴临界转速的选取搅拌轴临界转速的选取（表（表8-11）当搅拌轴转速当搅拌轴转速n200r/min时，应进时，应进行临界转速的验算。行临界转速的验算。按强度计算搅拌轴的直径按强度计算搅拌轴的直径强度条件强度条件轴径轴径按轴封处允许径向位移验算轴径按轴封处允许径向位移验算轴径限制条件限制条件（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。（2）在在确确定定轴轴的的结结构构尺尺寸寸时时，还还应应考考虑虑轴轴上上键键槽槽及及开开孔孔所引

8、起的局部削弱，轴径应适当增大。所引起的局部削弱，轴径应适当增大。（3）轴轴径径应应圆圆整整到到标标准准公公称称轴轴径径系系列列，如如30、40、50、65、80、95、110等。等。搅拌轴直径的确定搅拌轴直径的确定减小轴端挠度、提高搅拌轴减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施临界转速的措施缩短悬臂段的长度缩短悬臂段的长度增大轴径增大轴径设置底轴承或中间轴承设置底轴承或中间轴承设置稳定器设置稳定器密封装置密封装置作用作用维持设备内的压力，防止介质泄漏维持设备内的压力，防止介质泄漏。基本要求基本要求密封可靠，使用寿命长。密封可靠，使用寿命长。结构简单，装拆方便。结构简单，装拆方便。类型类型填料密封

9、填料密封机械密封机械密封（轴封装置）（轴封装置）填料密封允许有填料密封允许有一定的泄漏量一定的泄漏量填料需定期更换填料需定期更换轴有一定的磨损轴有一定的磨损填料密封填料密封填料填料 （1）填填料料应应富富有有弹弹性性。在在压压盖盖压压紧紧后后，弹弹性性变变形形要要大大，这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。（2）填填料料应应耐耐磨磨。填填料料和和轴轴之之间间的的摩摩擦擦系系数数要要小小，以以降降低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。通通常常填填料料需需要要加加润润滑滑油油以以降降低低摩摩擦擦系系数数，有有些些填

10、填料料（如如石石墨墨、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、耐耐磨磨尼尼龙龙等等）本本身身具具有有自自润润滑滑作作用用，可可有效地降低摩擦系数。有效地降低摩擦系数。（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。（4）高高温温高高压压条条件件下下使使用用的的填填料料，要要求求具具有有耐耐高高温温性性能能及足够的机械强度。及足够的机械强度。填料及其选用填料及其选用表（表（8-13）填料箱填料箱填料箱宽度：填料箱宽度：填料箱高度：填料箱高度：由填料的尺寸和由填料的尺寸和圈数确定圈数确定表（表（8-13）标准填料箱标准填料箱填料压盖高度：填料压盖高度：机械密封机械

11、密封（端面密封）（端面密封）动、静界面动、静界面密封点密封点径向密封径向密封端面比压端面比压动环和静环动环和静环弹簧压紧装置弹簧压紧装置密封圈密封圈机械密封的分类机械密封的分类 表（表（8-14）外装式和装内式机械密封外装式和装内式机械密封双端面机械密封双端面机械密封双端面机械密封K1K=1dD1dD1d=D1平衡型机械密封：平衡型机械密封：K=0.60.9非平衡型机械密封：非平衡型机械密封：K=1.11.2（1）耐耐磨磨性性和和导导热热性性动动环环和和静静环环做做相相对对摩摩擦擦滑滑动动，会会产产生生发发热热和和磨磨损损现现象象，要要求求动动环环和和静静环环的的耐耐磨磨性性好，并且能将摩擦产

12、生的热量及时传导出去。好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。（2）硬硬度度由由于于动动环环形形状状复复杂杂，容容易易变变形形，所所以以要要求动环的硬度比静环大。（表求动环的硬度比静环大。（表8-15）（3）耐腐蚀性）耐腐蚀性动环和静环的材料要求动环和静环的材料要求全全封封闭闭密密封封介质易燃、易爆介质易燃、易爆贵重物料贵重物料高纯度物料高纯度物料高真空操作高真空操作剧毒物料剧毒物料优点优点1、功耗小、效率高。、功耗小、效率高。2、电机过载保护。、电机过载保护。3、可承受较高压力。、可承受较高压力。缺点缺点1、内轴承寿命短。、内轴承寿命短。2、涡流、磁滞等损耗。、涡流、磁滞等损耗。3、使用温度

13、的限制。、使用温度的限制。传动装置传动装置适用于单跨轴适用于单跨轴适用于悬臂轴适用于悬臂轴1、釜体的结构型式和尺寸的确定、釜体的结构型式和尺寸的确定包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。2、材料的选择、材料的选择根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。3、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核）、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核）如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定

14、等。4、主要零部件的选用、主要零部件的选用搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。5、绘图、编制技术文件、绘图、编制技术文件装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。搅拌反应器的机械设计内容搅拌反应器的机械设计内容某某一一带带夹夹套套的的立立式式搅搅拌拌反反应应器器，设设备备容容积积V=2.5m3，操操作作容容积积V0=2m3，长长径径比比（H/D）=1，工工艺艺要要求求传传热热面面积积为为7m2，搅搅拌拌功功率率为为1.4KW，搅搅拌拌轴轴转转速速为为50r/min。已已知知釜釜内内压压力力为为0.2Mpa，夹夹套套内内压压力力为为0.3Mpa，内内筒筒壁壁厚厚10mm，内内筒筒与与夹夹 套套 采采 用用 相相 同同 材材 料料，t=113Mpa，s=235Mpa，G=8104Mpa。（1）计算夹套壁厚（取腐蚀裕量C2=2mm），并进行水压试验应力校核。（2）计算并确定搅拌轴直径（搅拌轴材料为45号钢，=30 Mpa）（3）计算内筒和夹套的直径、高度，并对传热面积进行校核。（已知1400mm椭圆形封头容积Vh=0.421 m3，表面积Ah=2.29 m2）习题习题