如何計(jì)算攪拌器軸功率

如何計(jì)算攪拌器軸功率第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算22、渦輪攪拌器的攪拌流型3、裝有拉力筒時(shí)的攪拌流型第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算3三、攪拌器軸功率計(jì)算（一）單只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率P0的計(jì)算輸入攪拌液體的功率（軸功率）：攪拌器以既定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，用以克服介質(zhì)的阻力所需用的功率。 P0=（N,d,,μ,g）P0:不通氣時(shí)攪拌器輸入液體的功率；N:攪拌轉(zhuǎn)速；d：渦輪直徑；：液體密度；μ：液體粘度；g：重力加速度第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算4通過(guò)因次分析及實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)牛頓型流體而言，可得到下列準(zhǔn)數(shù)：第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算5P0:不通氣時(shí)攪拌器輸入液體的功率(瓦)；N:攪拌轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn).秒）；d：渦輪直徑（米）；

：液體密度（公斤/米3）；μ：液體粘度（牛.秒/米2)；g：重力加速度第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算6y在全擋板條件下，y=0全擋板條件：在攪拌發(fā)酵罐中增加擋板或其他附件時(shí)，攪拌功率不增加，而旋渦基本消失。滿足全擋板條件的擋板數(shù)及擋板寬度可由下式計(jì)算：（B/D）·Z=0.4 B：擋板寬度Z：擋板數(shù) 第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算7X當(dāng)ReM＜10，x=-1，液體處于滯流狀態(tài)，P=KN2d3μ當(dāng)ReM＞

104，x=0，液體處于湍流狀態(tài)，P=KN3d5ρ在一般情況下，攪拌器大多在湍流狀態(tài)下操作。對(duì)非牛頓型流體來(lái)說(shuō)，當(dāng)ReM＞

300，液體已呈湍流狀態(tài)。第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算8不同攪拌器的K值第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算9功率準(zhǔn)數(shù)Np是一個(gè)無(wú)因次數(shù)，定義為功率準(zhǔn)數(shù)NpNp表征著機(jī)械攪拌所施于單位體積被攪拌液體的外力與單位體積被攪拌的慣性力之比。

ω線速度a加速度V液體體積m液體質(zhì)量

第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算10

各類攪拌器功率準(zhǔn)數(shù)Np與雷諾準(zhǔn)數(shù)Rem的關(guān)系（1）第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算11各類攪拌器功率準(zhǔn)數(shù)Np與雷諾準(zhǔn)數(shù)Rem的關(guān)系（2）第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算12單只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率P0（1）P0==Np×N3×d5×ρ(W)d:攪拌器直徑(m)；N:攪拌器的轉(zhuǎn)速(r/s):液體密度(kg/m3)；Np:功率準(zhǔn)數(shù)

液體處于湍流狀態(tài)：

（1）圓盤(pán)六平直葉渦輪Np≈6（2）圓盤(pán)六彎葉渦輪Np≈4.7（3）圓盤(pán)六箭葉渦輪Np≈3.7第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算13單只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率P0（2）對(duì)于一般發(fā)酵罐，D/d≠3，HL/d≠3實(shí)際攪拌軸功率:P0*=f×P0校正系數(shù)f=1/3[(D/d)(HL/d)]1/2第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算14（二）多只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率Pm的計(jì)算

估算式

Pm=P0[1+0.6(m-1)]=P0(0.4+0.6m)m:渦輪個(gè)數(shù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式

兩只渦輪P2=P1×20.86[(1+s/d)(1-s/(HL-0.9d))]0.3三只渦輪P2=P1×30.86[(1+s/d)(1-(s/(HL-0.9d))×log4.5/log3)]0.3第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算15（三）通氣液體機(jī)械攪拌軸功率Pg的計(jì)算通氣準(zhǔn)數(shù)Na，它表示發(fā)酵罐內(nèi)空氣的表觀流速與攪拌器葉端速度之比，在數(shù)學(xué)上可表示為：Pg估算式：Na≤0.035時(shí)，Pg/P0=1-12.6NaNa≥0.035時(shí)，Pg/P0=0.62-1.85Na第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算16Michel經(jīng)驗(yàn)式當(dāng)d/D=1/3時(shí),C=0.157d/D=2/3時(shí),C=0.113d/D=1/2時(shí),C=0.101N(r/min),Qg(m3/min),d(m),Pg,P0(kW)第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算17第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算18第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算19修正的Michel經(jīng)驗(yàn)式N(r/min),Qg(ml/min),d(cm),Pg,P0(kW)第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算20例題1第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計(jì)算21解:已知此細(xì)菌醪為牛頓型流體。先算出ReM，由Np~ReM圖線查出Np，自Np算出P0，再?gòu)男拚腗ichel式算出Pg。ReM=（168÷60）×0.62×1020÷(1.96×10-3)=5.25×105＞104，液體已呈湍流狀態(tài)。對(duì)于六彎葉渦輪槳，Np=4.7P0=Npd5N3ρP0=4.7×0.65×(168÷60)3×1020=8183(w)=