搅拌装置的设计选型与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现,在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求,确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度,然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。共具体步骤方法如下:
1.按照工艺条件、搅拌目的和要求,选择搅拌器型式,选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。
2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求,通过实验手段和计算机模拟设计,确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。
3.按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件,从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机,则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。
4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器
5.按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式
6.按照安装形式和结构要求,设计选择搅拌轴结构型式,并校检其强度、刚度。
如按刚性轴设计,在满足强度条件下n/nk0.7
如按柔性轴设计,在满足强度条件下n/nk>=1.3
7.按照机架的公称心寸DN、搅拌轴的搁轴型式及压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或
8.按照支承和抗振条件,确定是否配置辅助支承。
在以上选型过程中,搅拌装置的组合、配置可参考(搅拌装置设计选择流程示意图),配置过程中各部件之间连接是轴头尺寸,轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、组合。
粘度是指流体对流动的阻抗能力,其定义为:液体以1cm/s的速度流动时,在每1cm2平面上所需剪应力的大小,称为动力粘度,以Pa·s为单位。 粘度是流体的一种属性。流体在管路中流动时,有层流、、湍流三种状态,搅拌设备中同样也存在这三种流动状态,而决定这些状态的主要参数之一就是流体的粘度。 在搅拌过程中,一般认为粘度小于5Pa/s的为低粘度流体,例如水、蓖麻油、饴糖、果酱、蜂蜜、润滑油重油、低粘乳液等;5-50Pa/s的为中粘度流体,例如油墨、牙膏等;50-500Pa/s的为高粘度流体,例如口香糖、增塑溶胶、等;大于500Pa/s的为特高粘流体例如:橡胶混合物、塑料熔体、等。 对于低粘度介质,用小直径的高转速的搅拌器就能带动周围的流体循环,并至远处。而高粘度介质的流体则不然,需直接用搅拌器来推动。 适用于低粘和中粘流体的叶轮有桨式、开启涡轮式、推进式、长薄叶螺旋桨式、圆盘涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、MIG式等。适用于高粘和特高粘流体的叶轮有螺带式叶轮、螺杆式、锚式、框式、螺旋桨式等。有的流体粘度随反应进行而变化,就需要用能适合宽粘度领域的叶轮,如泛能式叶轮等。
折叠①旋桨式搅拌器由2~3片推进式螺旋桨叶构成(图2),工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5~15m/s。主要造成轴
向液流,产生较大的循环量,适用于搅拌低粘度 (<2Pa·s)液
体、乳浊液及固体微粒含量低于10%的悬浮液。搅拌器的转轴
也可水平或斜向插入槽内,此时液流的循环回路不对称,可增
加湍动,防止液面凹陷。
折叠②涡轮式搅拌器由在水平圆盘上安装2~4片平直的或弯曲的叶片
所构成。 桨叶的外径、宽度与高度的比例,一般为20:5:4,
圆周速度一般为 3~8m/s。涡轮在旋转时造成高度湍动的
径向流动,适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应
过程。被搅拌液体的粘度一般不超过25Pa·s。
折叠③桨式搅拌器有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为 4~10,圆周速度为1.5~3m/s,所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器(图4)的两叶相反折转45°或60°,因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单,常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。
折叠④锚式搅拌器桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致(图5),其间仅有很小间隙,可清除附在槽壁上的粘性反应产物或堆积于槽底的固体物,保持较好的传热效果。桨叶外缘的圆周速度为
0.5~1.5m/s,可用于搅拌粘度高达 200Pa·s的和拟(见粘性流体流动。唯搅拌高粘度液体时,液层中有较大的停滞区。
折叠⑤螺带式搅拌器螺带的外径与螺距相等,专门用于搅拌高粘度液体(200~500Pa·s)及拟塑性流体,通常在层流状态下操作。
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