搅拌器的机械设计课件.ppt

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1、第一节概述第二节搅拌器的形式及选型第三节搅拌器的功率第四节搅拌器结构设计第五节传动装置及搅拌轴第六节轴封第九章搅拌器的机械设计搅拌设备在化学工业中的应用范围很广。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的，对于加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。第九章搅拌器的机械设计搅拌反应釜的组成：1、釜体部分2、传热装置3、搅拌传动装置4、轴封装置5、其他结构第一节概述第九章搅拌器的机械设计1、釜体部分（罐体）是物料进行化学反应的场所。由筒

2、体和上下封头组成，通过支座安装在基础上，其容积由生产能力和产品的反应要求决定。2、传热装置化学反应一般都伴有放热或吸热。为保持反应的温度稳定，必须设置加热或冷却装置。常用的是在釜体外设置夹套或在釜内设置蛇管。第一节概述第九章搅拌器的机械设计3、搅拌传动装置为使参加反应的各种物料混合均匀，接触良好，以加速反应的进行或减少负反应的发生，需在釜内设置搅拌装置。搅拌传动装置由搅拌轴、搅拌器和传动装置（电动机、减速器和联轴器等）组成。4、轴封装置搅拌轴要穿过釜体上封头与传动装置相连，为保证釜体内的反应介质

3、不外泄，需对搅拌轴进行密封处理，一般采用填料密封或机械密封。5、其他结构除了上述几种主要结构外，还有人孔、物料进出口管、监测仪表和安全泄放装置等。第一节概述第九章搅拌器的机械设计一、搅拌器（搅拌桨或叶轮）的功能提供工艺过程所需要的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌目的。工艺过程对搅拌的要求可以分为以下四种。第二节搅拌器的型式及选型混合：使相对密度、粘度不同的物料混合均匀；搅动：使物料强烈流动，以提高传热及传质效果；悬浮：使原来静止的液体中会沉降的固体颗粒或液滴悬浮在液体介质中；分散：使气体、液体或

4、固体分散在液体介质中，增大不同物相间的接触面积，加快传质和传热第九章搅拌器的机械设计二、搅拌器的液体流动状态搅拌器的桨叶形式：平直桨叶、斜桨叶和螺旋面桨叶。液体的流动状态：基本流向有环向流（沿搅拌器旋转半径的切线方向）、径向流（径向流出、轴向流入）和轴向流。第二节搅拌器的型式及选型第九章搅拌器的机械设计三、常用搅拌器的形式和适用条件第二节搅拌器的型式及选型第九章搅拌器的机械设计三、常用搅拌器的形式和适用条件第二节搅拌器的型式及选型第九章搅拌器的机械设计一、搅拌器功率和搅拌作业功率搅拌器功率是搅拌

5、器、搅拌槽的几何参数及物料的物性参数、搅拌器的运转参数等的函数。被搅拌的介质在流动状态下都要进行一定的物理过程和化学反应过程。不同的搅拌过程、不同的物性、物料量在完成其过程时所需要的动力不同（由工艺过程的特性所决定）。动力的大小是被搅拌的介质的物理、化学性能以及各种搅拌过程所要求的最终结果的函数。把搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率叫做搅拌作业功率。最理想状况：搅拌器功率=搅拌作业功率。第三节搅拌器的功率第九章搅拌器的机械设计二、影响搅拌器功率的因素搅拌器的功率与槽内造成的

6、流动状态有关。搅拌器的几何参数与运转参数——桨径，桨宽，桨叶角度，桨转速，桨叶数量，桨叶离槽底安装高度等。搅拌槽的几何参数——槽内径，液体深度，挡板宽度，挡板数量，导流筒尺寸等。搅拌介质的物性参数——液相的密度，液相的粘度，重力加速度等。因搅拌器的功率是从搅拌器本身的几何参数、运转条件来研究其动力消耗，所以在影响因素中看不到搅拌目的不同的影响。第三节搅拌器的功率第九章搅拌器的机械设计三、从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率（一）液体单位体积的平均搅拌功率——反映搅拌的难易程度。第三节搅拌器的功

7、率第九章搅拌器的机械设计推荐值（二）按搅拌过程求搅拌功率的算图第三节搅拌器的功率第九章搅拌器的机械设计一、罐体的尺寸确定1、罐体的长径比长径比要考虑的主要因素：（1）对搅拌功率的影响：随着罐体长径比的减小，搅拌器桨叶直径也相应放大。在一定的搅拌轴转速下，搅拌功率与搅拌器桨叶直径的五次方成正比。第四节搅拌罐结构设计第九章搅拌器的机械设计（2）对传热的影响：容积一定时长径比越大罐体盛料部分表面积越大，夹套的传热面积越大；传热表面距离罐体中心越近，物料的温度梯度就越小，有利于提高传热效果。（3）物料特

8、性对罐体长径比的要求。一、罐体的尺寸确定2、搅拌罐装料量根据搅拌罐操作时所允许的装满程度考虑选择装科系数，然后经过初步计算、数值圆整及核算，最终确定简体的直径和高度。（1）装料系数罐体的全容积与罐体的公称容积——操作时盛装物料的容积的关系：第四节搅拌罐结构设计选用装料系数值，尽量提高设备利用率——取0.6~0.85。物料在反应过程中要起泡沫或呈沸腾状态，取0.6~0.7；物科反应平稳，取0.8~0.85(物料粘度较大可取大值)。第九章搅拌器的机械设计一、罐体的尺寸确定2、搅拌罐装料量（2）初步计