如何(hé)計算攪拌器的選型與攪拌功(gōng)率

理論(lùn)上(shàng)雖然可將攪拌功率(lǜ)(指物體在單位時間內所做的功的多少(shǎo))分為攪拌器功率和攪拌作業功率兩(liǎng)個方麵考慮 (consider),但在實踐中一般隻考(kǎo)慮或主要考慮攪拌器功率,因(yīn)攪拌作業功率(lǜ)很難予(yǔ)以準確測定,一般通過設定攪拌器的轉速(speed)來滿足達到(dào)所需的攪拌作業功率。從攪拌器功(gōng)率的概念出發,影響攪拌功(gōng)率的主要因(yīn)素(factor)如下(xià)。
①攪(jiǎo)拌器(qì)的結構和運行(háng)參數(shù)(parameter),如攪(jiǎo)拌器的型式、槳葉(yè)直徑和寬度、槳(jiǎng)葉(yè)的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速(speed)等。攪拌器生產廠家在攪拌過程中,一般認為粘度小於5Pa/s的為低(dī)粘度(dù)流體,例如水、蓖麻油、飴糖、果醬、蜂蜜、潤滑油重油(yóu)、低粘乳液等;5-50Pa/s的為中粘(zhān)度流體,例如油墨、牙膏(gāo)等;50-500Pa/s的為高粘度流體,例如口香糖、增塑溶膠、固體燃料等;大於500Pa/s的為特高粘(zhān)流體例如:橡膠混合物、塑料熔體、有機矽(guī)等。 對(duì)於低粘度介質,用小直(zhí)徑的高轉速的攪拌器就能(néng)帶動周圍的流體循環,並至(zhì)遠處
② 攪拌槽的結構參數(parameter),如攪拌槽內徑和高(gāo)度、有無擋(dǎng)板或導流筒、擋板的寬度和數量(liàng)、導流筒直徑等。化(huà)工攪拌裝置是在水處理工程中加藥箱主要用於(yú)各種藥劑的攪拌(bàn)、溶解、儲(chǔ)存,再通過計(jì)量泵或水射(shè)器將藥液投加到各投加點。加藥箱(xiāng)外形分為方形和圓形,材(cái)質為聚乙(yǐ)烯(PE),通過滾塑技(jì)術一次成型(xíng),上(shàng)部預設了(le)計(jì)量泵及攪拌機(jī)的安裝位置化工攪拌設備在選(xuǎn)擇攪(jiǎo)拌容器時,應根據(jù)生(shēng)產規模(即物料處理(lǐ)量)、攪拌(bàn)操作目(mù)的和(hé)物料特性確定攪拌容器(qì)的形(xíng)狀和尺寸,在確定攪拌容器的容積(jī)時應(yīng)合理選擇裝料係數,盡量(liàng)提高設備(bèi)的利用率。如果沒有特殊需要,釜體一般宜選用常用的立式圓筒形容器。
③ 攪拌介質(起決定作用的物質)的物性,如各介質的密度(單位:g/cm3或kg/m3)、液相介質黏度(viscosity)、固體顆(kē)粒大小(Size)、氣體介質通氣率等。
由以上分析(Analyse)可見,影(yǐng)響攪拌功率(指物(wù)體在(zài)單位時間內所(suǒ)做的功的多(duō)少)的(de)因素(factor)是很複雜(zá)的,一般(bān)難以直接通過理論(lùn)分(fèn)析(xī)方(fāng)法來得到攪拌功率的計算方程。因此,借助於實驗(experiment)方法,再結合理論分析,是求得攪拌功率計算公式的(de)惟一途徑。由流體力(lì)學(xué)的納維爾-斯托克斯(sī)方程,並將其(qí)表示(shì)成無量綱形式,可得到無量綱關係式: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。雷諾數反映了流體(tǐ)慣性(inertia)力與粘滯力之比,而弗魯德數反映了流體慣性(xìng)力與重力之(zhī)比。實驗(experiment)表明,除了在Re﹥300的過渡(transition)流狀態時,Fr數對攪拌功率都沒有影響。即使在Re﹥300的過渡(dù)流狀態,Fr數(shù)對大部分的攪拌槳葉影(yǐng)響也不大。因此在工程上都直接把功率因(yīn)數表示(shì)成雷諾(nuò)數的函(hán)數,而不考(kǎo)慮(consider)弗魯(lǔ)德數的影響。
由於在雷諾數中僅包含(hán)了攪拌器的轉速(speed)、槳葉(yè)直徑、流體的密度和黏度,因此對於以上提及的其他眾多因素必須在實驗(experiment)中予以設定,然後測出功率準數與(yǔ)雷諾數(shù)的關係。由此可(kě)以看到(dào),從實驗(experiment)得到的所有(yǒu)功(gōng)率準數與雷諾數的關(guān)係曲線或方程(chéng)都隻能在一定的條件範圍內才能使用。明顯的是對不同的槳型,功率準數與雷諾(nuò)數(shù)的關係曲線是不同的,它們的Np-Re關係(xì)曲線也會不同。