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攪拌功率的基本計算方法以及選型步驟

攪拌功率的基本計算方法

理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮，但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，因攪拌作業(yè)功率很難予以準確測定，一般通過(guò)設定攪拌器的轉速來(lái)滿(mǎn)足達到所需的攪拌作業(yè)功率。從攪拌器功率的概念出發(fā)，影響攪拌功率的主要因素如下。

① 攪拌器的結構和運行參數，如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。

② 攪拌槽的結構參數，如攪拌槽內徑和高度、有無(wú)擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。

③ 攪拌介質(zhì)的物性，如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。

由以上分析可見(jiàn)，影響攪拌功率的因素是很復雜的，一般難以直接通過(guò)理論分析方法來(lái)得到攪拌功率的計算方程。因此，借助于實(shí)驗方法，再結合理論分析，是求得攪拌功率計算公式的惟一途徑。

由流體力學(xué)的納維爾-斯托克斯方程，并將其表示成無(wú)量綱形式，可得到無(wú)量綱關(guān)系式（11-14）。

Np=P/ρN3dj5=f（Re，Fr）

式中Np——功率準數

Fr——弗魯德數，Fr=N2dj/g；

P——攪拌功率，W。

式（11-14）中，雷諾數反映了流體慣性力與粘滯力之比，而弗魯德數反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗表明，除了在Re﹥300的過(guò)渡流狀態(tài)時(shí)，Fr數對攪拌功率都沒(méi)有影響。即使在Re﹥300的過(guò)渡流狀態(tài)，Fr數對大部分的攪拌槳葉影響也不大。因此在工程上都直接把功率因數表示成雷諾數的函數，而不考慮弗魯德數的影響。

由于在雷諾數中僅包含了攪拌器的轉速、槳葉直徑、流體的密度和黏度，因此對于以上提及的其他眾多因素必須在實(shí)驗中予以設定，然后測出功率準數與雷諾數的關(guān)系。由此可以看到，從實(shí)驗得到的所有功率準數與雷諾數的關(guān)系曲線(xiàn)或方程都只能在一定的條件范圍內才能使用。，功率準數與雷諾數的關(guān)系曲線(xiàn)是不同的，它們的Np-Re關(guān)系曲線(xiàn)也會(huì )不同。

標記示例

例 直徑600mm，軸徑40mm的漿式攪拌器，標記為

攪拌器 600-40， HG5--220--65—5

選型步驟

攪拌器選型步驟分析介紹

攪拌裝置的設計選型與攪拌作業(yè)目的緊密結合。各種不同的攪拌過(guò)程需要由不同的攪拌裝置運行來(lái)實(shí)現，在設計選型時(shí)首先要根據工藝對攪拌作業(yè)的目的和要求，確定攪拌器型式、電動(dòng)機功率、攪拌速度，然后選擇減速機、機架、攪拌軸、軸封等各部件。共具體步驟方法如下：

1.按照工藝條件、攪拌目的和要求，選擇攪拌器型式，選擇攪拌器型式時(shí)應充分掌握攪拌器的動(dòng)力特性和攪拌器在攪拌過(guò)程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)與各種攪拌目的的因果關(guān)系。

2.按照所確定的攪拌器型式及攪拌器在攪拌過(guò)程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)，工藝對攪拌混合時(shí)間、沉降速度、分散度的控制要求，通過(guò)實(shí)驗手段和計算機模擬設計，確定電動(dòng)機功率、攪拌速度、攪拌器直徑。

3.按照電動(dòng)機功率、攪拌轉速及工藝條件，從減速機選型表中選擇確定減速機機型。如果按照實(shí)際工作扭矩來(lái)選擇減速機，則實(shí)際工作扭矩應小于減速機許用扭矩。

4.按照減速機的輸出軸頭d和攪拌軸系支承方式選擇與d相同型號規格的機架、聯(lián)軸器

5.按照機架攪拌軸頭do尺寸、安裝容納空間及工作壓力、工作溫度選擇軸封型式

6.按照安裝形式和結構要求，設計選擇攪拌軸結構型式，并校檢其強度、剛度。

如按剛性軸設計，在滿(mǎn)足強度條件下n/nk≤0.7

如按柔性軸設計，在滿(mǎn)足強度條件下n/nk>=1.3

7.按照機架的公稱(chēng)心寸DN、攪拌軸的擱軸型式及壓力等級、選擇安裝底蓋、凸緣底座或凸緣法蘭

8.按照支承和抗振條件，確定是否配置輔助支承。

在以上選型過(guò)程中，攪拌裝置的組合、配置可參考(攪拌裝置設計選擇流程示意圖)，配置過(guò)程中各部件之間連接關(guān)鍵尺寸是軸頭尺寸，軸頭尺寸一致的各部件原則上可互換、組合。