北京恒奧德儀器儀表有限公司
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攪拌功率的基本計(jì)算方法以及選型步驟
攪拌功率的基本計(jì)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(zhǔn)確測(cè)定，一般通過(guò)設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速來(lái)滿(mǎn)足達(dá)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(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數(shù)量、攪拌器的轉(zhuǎn)速等。
② 攪拌槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如攪拌槽內(nèi)徑和高度、有無(wú)擋板或?qū)Я魍?、擋板的寬度和?shù)量、導(dǎo)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(fù)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(jì)算方程。因此，借助于實(shí)驗(yàn)方法，再結(jié)合理論分析，是求得攪拌功率計(jì)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(zhǔn)數(shù)
Fr——弗魯?shù)聰?shù)，Fr=N2dj/g；
P——攪拌功率，W。
式（11-14）中，雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘滯力之比，而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗(yàn)表明，除了在Re﹥300的過(guò)渡流狀態(tài)時(shí)，Fr數(shù)對(duì)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(shù)對(duì)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(shù)表示成雷諾數(shù)的函數(shù)，而不考慮弗魯?shù)聰?shù)的影響。
由于在雷諾數(shù)中僅包含了攪拌器的轉(zhuǎn)速、槳葉直徑、流體的密度和黏度，因此對(duì)于以上提及的其他眾多因素必須在實(shí)驗(yàn)中予以設(shè)定，然后測(cè)出功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。由此可以看到，從實(shí)驗(yàn)得到的所有功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線或方程都只能在一定的條件范圍內(nèi)才能使用。，功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線是不同的，它們的Np-Re關(guān)系曲線也會(huì)不同。
標(biāo)記示例
例 直徑600mm，軸徑40mm的漿式攪拌器，標(biāo)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(shè)計(jì)選型與攪拌作業(yè)目的緊密結(jié)合。各種不同的攪拌過(guò)程需要由不同的攪拌裝置運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)選型時(shí)首先要根據(jù)工藝對(duì)攪拌作業(yè)的目的和要求，確定攪拌器型式、電動(dòng)機(jī)功率、攪拌速度，然后選擇減速機(jī)、機(jī)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(yīng)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(duì)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(yàn)手段和計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，確定電動(dòng)機(jī)功率、攪拌速度、攪拌器直徑。
3.按照電動(dòng)機(jī)功率、攪拌轉(zhuǎn)速及工藝條件，從減速機(jī)選型表中選擇確定減速機(jī)機(jī)型。如果按照實(shí)際工作扭矩來(lái)選擇減速機(jī)，則實(shí)際工作扭矩應(yīng)小于減速機(jī)許用扭矩。
4.按照減速機(jī)的輸出軸頭d和攪拌軸系支承方式選擇與d相同型號(hào)規(guī)格的機(jī)架、聯(lián)軸器
5.按照機(jī)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(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)選擇攪拌軸結(jié)構(gòu)型式，并校檢其強(qiáng)度、剛度。
如按剛性軸設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度條件下n/nk≤0.7
如按柔性軸設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度條件下n/nk>=1.3
7.按照機(jī)架的公稱(chēng)心寸DN、攪拌軸的擱軸型式及壓力等級(jí)、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(shè)計(jì)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。
