攪拌槳型式綜述

1、攪拌器的分類攪拌器的分類按流體流動(dòng)形態(tài)按流體流動(dòng)形態(tài)軸向流攪拌器軸向流攪拌器徑向流攪拌器徑向流攪拌器混合流攪拌器混合流攪拌器按攪拌器葉片結(jié)構(gòu)按攪拌器葉片結(jié)構(gòu)平葉平葉折葉折葉螺旋面葉螺旋面葉按攪拌用途按攪拌用途低粘流體用攪拌器低粘流體用攪拌器高粘流體用攪拌器高粘流體用攪拌器1、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)， 不能用于氣液分散操作。不能用于氣液分散操作。2、折葉式比平直葉式功耗少，操、折葉式比平直葉式功耗少，操 作費(fèi)用低，故折葉槳使用較多。作費(fèi)用低，故折葉槳使用較多。槳式攪拌器常用參數(shù)（表槳式攪拌器常用參數(shù)（表8-5）推進(jìn)式攪拌器常用參數(shù)（表推進(jìn)式攪拌器常用參數(shù)（表8-

2、6）推進(jìn)式攪拌器的特點(diǎn)推進(jìn)式攪拌器的特點(diǎn)軸向流攪拌器軸向流攪拌器常用于低粘流體的攪拌常用于低粘流體的攪拌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便循環(huán)量大，攪拌功率小循環(huán)量大，攪拌功率?。ㄍ钙绞饺~輪）（透平式葉輪）1、適用物料粘度范圍廣。、適用物料粘度范圍廣。2、剪切力較大，分散流體、剪切力較大，分散流體的效果好。的效果好。3、直葉和彎葉渦輪攪拌器、直葉和彎葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生徑向流，折葉渦主要產(chǎn)生徑向流，折葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生軸向流。輪攪拌器主要產(chǎn)生軸向流。渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù)（表（表8-6）渦輪式攪拌器常用參數(shù)渦輪式攪拌器常用參數(shù) （表（表8-6）錨式和框式攪拌器特點(diǎn)錨式和框

3、式攪拌器特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。2、適用于粘度大、處理量大的物料。、適用于粘度大、處理量大的物料。3、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。4、可減少、可減少“掛壁掛壁”的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。螺帶式攪拌器螺帶式攪拌器 1、介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)的性質(zhì) （1）介質(zhì)的粘度）介質(zhì)的粘度 隨著介質(zhì)粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推隨著介質(zhì)粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推進(jìn)式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式進(jìn)式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式 （2）介質(zhì)的密度）介質(zhì)的密度 （3）介質(zhì)的腐蝕性）介質(zhì)的腐蝕性 2、反應(yīng)過(guò)程的特性、反應(yīng)過(guò)程的特性 間歇操作還

4、是連續(xù)操作；吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；是否結(jié)晶間歇操作還是連續(xù)操作；吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；是否結(jié)晶或有固體沉淀物產(chǎn)生等?；蛴泄腆w沉淀物產(chǎn)生等。3、攪拌效果和攪拌功率的要求、攪拌效果和攪拌功率的要求攪拌器的選用攪拌器的選用生物反應(yīng)都是在多相體系中進(jìn)行生物反應(yīng)都是在多相體系中進(jìn)行大多數(shù)生物顆粒對(duì)剪切力非常敏感大多數(shù)生物顆粒對(duì)剪切力非常敏感大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣影響攪拌功率的影響攪拌功率的主要參數(shù)主要參數(shù)攪拌器的攪拌器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)被攪拌介被攪拌介質(zhì)的特性質(zhì)的特性攪拌器的攪拌器的幾何尺寸幾何尺寸重力參數(shù)重力參數(shù)攪拌容器攪拌容器的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)攪拌軸和攪拌器的強(qiáng)度和剛度計(jì)算電機(jī)和

5、減速機(jī)的選型P=f（n，d，g ）=K na db c e gf K-系統(tǒng)幾何構(gòu)形的總形狀系數(shù)系統(tǒng)幾何構(gòu)形的總形狀系數(shù) 功率關(guān)聯(lián)式：功率關(guān)聯(lián)式：,.),()()(53DhDBDdfFRKdnPNqrreP 功率表達(dá)式功率表達(dá)式53dnNPP攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算攪拌軸的直徑計(jì)算攪拌軸的直徑加工直線度加工直線度的要求的要求耐腐蝕要求耐腐蝕要求足夠的強(qiáng)度、足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性剛度和韌性優(yōu)良的切削優(yōu)良的切削加工性能加工性能 軸頸設(shè)計(jì)軸頸設(shè)計(jì) 軸身設(shè)計(jì)軸身設(shè)計(jì)軸頭設(shè)計(jì)軸頭設(shè)計(jì)影響攪拌軸直徑的四個(gè)因素影響攪拌軸直徑的四個(gè)因素1、扭轉(zhuǎn)變形、扭轉(zhuǎn)變形2、臨界轉(zhuǎn)速、臨界轉(zhuǎn)速3、扭轉(zhuǎn)和彎矩聯(lián)合作

6、用下的強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)和彎矩聯(lián)合作用下的強(qiáng)度4、軸封處允許的徑向位移、軸封處允許的徑向位移攪拌軸的力學(xué)模型攪拌軸的力學(xué)模型按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸的直徑按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸的直徑)1 (6 .58344maxGdMn剛度條件剛度條件414max)1 (92. 4GMdn按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑scmLLEIn)()1 (3301214臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速n 0.7 nc（剛性軸）剛性軸）1.3 nc （柔性軸）柔性軸）攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的選取攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的選?。ū恚ū?-11）當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)速當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)速n 200r/min時(shí)，應(yīng)進(jìn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算。行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算。按強(qiáng)度計(jì)算

7、攪拌軸的直徑按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的直徑22maxMMMMWMntetePte當(dāng)量扭矩強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件314)1(72. 1teMd按軸封處允許徑向位移驗(yàn)算軸徑按軸封處允許徑向位移驗(yàn)算軸徑軸封處的允許徑向位移總徑向位移LoLoLoLo限制條件限制條件（1）軸徑應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、臨界轉(zhuǎn)速等條件）軸徑應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、臨界轉(zhuǎn)速等條件。（2）在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，還應(yīng)考慮軸上鍵槽及開孔）在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，還應(yīng)考慮軸上鍵槽及開孔所引起的局部削弱，軸徑應(yīng)適當(dāng)增大。所引起的局部削弱，軸徑應(yīng)適當(dāng)增大。（3）軸徑應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)公稱軸徑系列，如）軸徑應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)公稱軸徑系列，如30、40、50、65、80、

8、95、110等。等。 攪拌軸直徑的確定攪拌軸直徑的確定縮短懸臂段的長(zhǎng)度縮短懸臂段的長(zhǎng)度增大軸徑增大軸徑設(shè)置底軸承或中間軸承設(shè)置底軸承或中間軸承設(shè)置穩(wěn)定器設(shè)置穩(wěn)定器作用作用維持設(shè)備內(nèi)的壓力，防止介質(zhì)泄漏維持設(shè)備內(nèi)的壓力，防止介質(zhì)泄漏?；疽蠡疽竺芊饪煽浚褂脡勖L(zhǎng)。密封可靠，使用壽命長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。類型類型填料密封填料密封機(jī)械密封機(jī)械密封（軸封裝置）（軸封裝置）填料密封允許有填料密封允許有一定的泄漏量一定的泄漏量填料需定期更換填料需定期更換軸有一定的磨損軸有一定的磨損填料填料 （1）填料應(yīng)富有彈性。在壓蓋壓緊后，彈性變形要大，）填料應(yīng)富有彈性。在壓蓋壓緊后，彈性

9、變形要大，這樣才能貼緊轉(zhuǎn)軸并對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的抱緊力。這樣才能貼緊轉(zhuǎn)軸并對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的抱緊力。 （2）填料應(yīng)耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降）填料應(yīng)耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降低摩擦功率的損耗，延長(zhǎng)填料的使用壽命。低摩擦功率的損耗，延長(zhǎng)填料的使用壽命。通常填料需要加潤(rùn)滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石通常填料需要加潤(rùn)滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具有自潤(rùn)滑作用，可墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具有自潤(rùn)滑作用，可有效地降低摩擦系數(shù)。有效地降低摩擦系數(shù)。 （3）導(dǎo)熱性要好，能夠?qū)⒛Σ廉a(chǎn)生的熱量盡快傳遞出去。）導(dǎo)熱性要好，能夠?qū)⒛Σ廉a(chǎn)生的熱量盡快

10、傳遞出去。 （4）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。填料及其選用填料及其選用等）金屬填料（鋼、鉛、銅人造纖維礦物纖維動(dòng)物纖維植物纖維非金屬填料填料表（表（8-13）填料箱填料箱填料箱寬度：填料箱寬度：dS)24 . 1 (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數(shù)確定圈數(shù)確定表（表（8-13）標(biāo)準(zhǔn)填料箱標(biāo)準(zhǔn)填料箱填料壓蓋高度：填料壓蓋高度：Hh)3231(（端面密封）（端面密封）動(dòng)環(huán)和靜環(huán)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)彈簧壓緊裝置彈簧壓緊裝置密封圈密封圈機(jī)械密封的分類機(jī)械密封的分類 雙端面機(jī)械密封單端面機(jī)械密

11、封按密封面的對(duì)數(shù)分) 1) 1kk非平衡型（平衡型（的影響分按介質(zhì)壓力對(duì)端面比壓內(nèi)裝式機(jī)械密封外裝式機(jī)械密封外分按密封元件置于釜體內(nèi)表（表（8-14）外裝式和裝內(nèi)式機(jī)械密封外裝式和裝內(nèi)式機(jī)械密封雙端面機(jī)械密封雙端面機(jī)械密封雙端面機(jī)械密封K1K=1dD1dD1d=D1平衡型機(jī)械密封：平衡型機(jī)械密封：K=0.60.9非平衡型機(jī)械密封：非平衡型機(jī)械密封：K=1.11.2 （1）耐磨性和導(dǎo)熱性）耐磨性和導(dǎo)熱性動(dòng)環(huán)和靜環(huán)做相對(duì)摩擦滑動(dòng)環(huán)和靜環(huán)做相對(duì)摩擦滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的耐動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的耐磨性好，并且能將摩擦產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)出去。磨性好，并且能將摩擦

12、產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)出去。 （2）硬度）硬度由于動(dòng)環(huán)形狀復(fù)雜，容易變形，所以由于動(dòng)環(huán)形狀復(fù)雜，容易變形，所以要求動(dòng)環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（表要求動(dòng)環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（表8-15） （3）耐腐蝕性）耐腐蝕性動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的材料要求動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的材料要求介質(zhì)易燃、易爆介質(zhì)易燃、易爆貴重物料貴重物料高純度物料高純度物料高真空操作高真空操作劇毒物料劇毒物料優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1、功耗小、效率高。、功耗小、效率高。2、電機(jī)過(guò)載保護(hù)。、電機(jī)過(guò)載保護(hù)。3、可承受較高壓力。、可承受較高壓力。缺點(diǎn)缺點(diǎn)1、內(nèi)軸承壽命短。、內(nèi)軸承壽命短。2、渦流、磁滯等損耗。、渦流、磁滯等損耗。3、使用溫度的限制。、使用溫度的限制。適用于單跨軸適用于單跨

13、軸適用于懸臂軸適用于懸臂軸1、釜體的結(jié)構(gòu)型式和尺寸的確定、釜體的結(jié)構(gòu)型式和尺寸的確定包括釜體結(jié)構(gòu)、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。包括釜體結(jié)構(gòu)、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。2、材料的選擇、材料的選擇根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質(zhì)、設(shè)備加工要求等條件選擇。根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質(zhì)、設(shè)備加工要求等條件選擇。3、強(qiáng)度計(jì)算及校核（包括帶夾套反應(yīng)釜的穩(wěn)定性校核）、強(qiáng)度計(jì)算及校核（包括帶夾套反應(yīng)釜的穩(wěn)定性校核）如釜體壁厚的計(jì)算、封頭壁厚的計(jì)算、攪拌軸直徑的確定等。如釜體壁厚的計(jì)算、封頭壁厚的計(jì)算、攪拌軸直徑的確定等。 4、主要零部件的選用、主要零部件的選用攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸

14、封裝置等的選擇。攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置等的選擇。5、繪圖、編制技術(shù)文件、繪圖、編制技術(shù)文件裝配圖、各種零部件圖、設(shè)計(jì)計(jì)算書、設(shè)計(jì)說(shuō)明書、技術(shù)要求等。裝配圖、各種零部件圖、設(shè)計(jì)計(jì)算書、設(shè)計(jì)說(shuō)明書、技術(shù)要求等。1.1.以機(jī)械攪拌反應(yīng)器為例，說(shuō)明攪拌反應(yīng)器由哪幾部分組以機(jī)械攪拌反應(yīng)器為例，說(shuō)明攪拌反應(yīng)器由哪幾部分組成，包括哪些構(gòu)件。成，包括哪些構(gòu)件。2.2.攪拌器的功能是什么？中心頂插式攪拌器可形成哪幾種攪拌器的功能是什么？中心頂插式攪拌器可形成哪幾種流型？如何控制切向流？流型？如何控制切向流？3.3.分析槳式、推進(jìn)式、渦輪式、錨式攪拌器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分析槳式、推進(jìn)式、渦輪式、錨式攪拌器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

15、和適用場(chǎng)合。適用場(chǎng)合。4.4.攪拌器可通過(guò)哪幾種方式與攪拌軸連接？攪拌器可通過(guò)哪幾種方式與攪拌軸連接？5.5.攪拌軸主要承受什么載荷？如何確定攪拌軸直徑？攪拌軸主要承受什么載荷？如何確定攪拌軸直徑？6.6.機(jī)械密封有哪幾個(gè)密封點(diǎn)？分別采用什么密封方式？機(jī)械密封有哪幾個(gè)密封點(diǎn)？分別采用什么密封方式？7.7.平衡型和非平衡型密封結(jié)構(gòu)有何不同？畫簡(jiǎn)圖說(shuō)明。平衡型和非平衡型密封結(jié)構(gòu)有何不同？畫簡(jiǎn)圖說(shuō)明。某一帶夾套的立式攪拌反應(yīng)器，設(shè)備容積某一帶夾套的立式攪拌反應(yīng)器，設(shè)備容積V=2.5 m3，操作容操作容積積V0=2 m3，長(zhǎng)徑比（長(zhǎng)徑比（H/D）=1，工藝要求傳熱面積為工藝要求傳熱面積為7 m2，攪拌

16、功率為攪拌功率為1.4KW，攪拌軸轉(zhuǎn)速為攪拌軸轉(zhuǎn)速為50r/min。已知釜內(nèi)壓力為已知釜內(nèi)壓力為0.2 Mpa，夾套內(nèi)壓力為夾套內(nèi)壓力為0.3 Mpa，內(nèi)筒壁厚內(nèi)筒壁厚10mm，內(nèi)筒與內(nèi)筒與夾套采用相同材料，夾套采用相同材料，t=113Mpa，s=235Mpa，G=8104Mpa。（1）計(jì)算夾套壁厚（取腐蝕裕量計(jì)算夾套壁厚（取腐蝕裕量C2=2mm），），并進(jìn)行水壓試并進(jìn)行水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核。驗(yàn)應(yīng)力校核。（2）計(jì)算并確定攪拌軸直徑（攪拌軸材料為）計(jì)算并確定攪拌軸直徑（攪拌軸材料為45號(hào)鋼，號(hào)鋼，=30 Mpa）（3）計(jì)算內(nèi)筒和夾套的直徑、高度，并對(duì)傳熱面積進(jìn)行校核。計(jì)算內(nèi)筒和夾套的直徑、高度，并對(duì)傳熱面積進(jìn)行校核。（已知（已知1400mm橢圓形封頭容積橢圓形封頭容積Vh=0.421 m3，表面積表面積Ah=2.29 m2） 某一帶夾套的立式攪拌反應(yīng)器，設(shè)備容積某一帶夾套的立式攪拌反應(yīng)器，設(shè)備容積V=2.5 m3，操作容操作容積積V0=2 m3，長(zhǎng)徑比（長(zhǎng)徑比（H/D）=1，工藝要求傳熱面積為工藝要求傳熱面積為7 m2，攪拌功率為攪拌功率為1.4KW，攪拌軸轉(zhuǎn)速為攪拌軸轉(zhuǎn)速為50r/min。已知釜內(nèi)壓力為已知釜內(nèi)壓力為0.2 Mpa，夾套內(nèi)壓力為夾套內(nèi)壓力為0.3 Mpa，內(nèi)筒壁厚內(nèi)筒壁厚10mm，內(nèi)筒與內(nèi)筒與夾套采