搅拌功率计算程序的开发

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1、第!"卷第#期四川理工学院学报!自然科学版"?).@!"A=)@#$"%&年'月()*+,-.)/0123*-,4,156+7189)/0216,26:;,<1,66+1,181),"B*<@$"%&文章编号!!"#$%!&'(")*!##*'%**!#%*"+,-!!*.!!/"$01.2324.)*!#.*'.*'搅拌功率计算程序的开发%$%!!王智勇$秦泰$刘刈$罗云蓉$唐克伦!%M农业部沼气科学研究所"成都D%""#%#$M成都市城市道路桥梁管理处"成都D%""%&#!

2、M四川理工学院机械工程学院"四川自贡D#!"""$55摘5要!搅拌设备的设计除应保证工艺要求外$以较小功率消耗达到搅拌目的亦是设计目标之一%搅拌器功率计算一方面解决了需要向搅拌介质提供多少功率问题$以便有效地选择电机#另一方面为搅拌器强度计算提供依据$以保证桨叶&搅拌轴的强度%因而$搅拌器功率计算是搅拌器设计中必不可少的步骤%然而搅拌器功率计算却非常繁琐%将N*738),图算法中算图曲线数据进行人工采集$利用仿射变换对采集的数据进行了修正$最后利用O样条曲线对N*738),算图参数化插值$并利用N*738),图算

3、法与永田进治公式法的互补特性$完成了对常规叶片形状的搅拌器功率计算程序化$以达到减小搅拌器功率计算的工作量的目的%关键词!搅拌器#功率计算#N*738),算图#永田进治公式#程序设计中图分类号!PQ!%%@%文献标志码!B匀地分布于整个槽体内#而对于均匀化搅拌"为了达到引言搅拌均匀程度的要求"根据搅拌的工艺参数以及搅拌的%$C!&使两种或多种不同的物质在彼此之间互相分散"从转速等要求"需要消耗的功率将增大'%%C$&而达到均匀混合的单元操作称为物料的搅拌'搅拌不同的搅拌目的对于搅拌功率的要求不尽相同'是化工生产过

4、程常见的单元操作装置中的重要组成部计算搅拌功率的目的有二)一是为了解决一定型式的搅分"通过搅拌可以使互溶物流均匀溶解"使不互溶的物拌器能向被搅拌介质提供多大功率的问题"以满足搅拌料很好地分散或悬浮"强化了传热或传质过程'正因为过程的要求"并选配合适的电机#二是为搅拌器的强度%%&搅拌操作具有上述功能"搅拌设备在工业诸多领域中有计算提供依据"以保证桨叶(搅拌轴的强度'正确地着广泛的用途"特别是在制药(精细化工(染料(油漆等计算搅拌作业所需的功率对于节约能量和提高搅拌操产品的生产中应用更为广泛'作效果非常重要'在传统

5、的搅拌设备设计过程中"设计在满足所需工艺参数的前提下"搅拌设计的目标是人员必须采用手工计算的方式测算搅拌功率"由于其涉%$C!&利用最小的功率消耗达到搅拌的目的'对于不同的搅及到的计算多"需要花费较长的时间"进而影响了设拌目的和搅拌过程"所需要的搅拌功率是不同的'在固计过程'随着计算机技术高速发展"搅拌器内流体仿真R液悬浮操作中"有时需要通过搅拌来防止固体颗粒发逐渐成为可能'为了对搅拌器流场有深入了解"同时也生沉降"这时只需搅拌器输入较小的能量"使全体固体能够顺便计算出搅拌器功率"越来越多用户选择了基于%DC%%

6、&颗粒在搅拌槽底部浮游起来即可"并不要求固体颗粒均HEF的流场仿真分析'基于HEF流场分析能够实收稿日期!$"%&C"DC$$基金项目!国家重点研发计划课题!$"%D?EF"G"%#"!"#材料腐蚀与防护四川省重点实验室基金!$"%DHI%&"通信作者!刘刈!%J'!C"$男$辽宁鞍山人$助理研究员$博士$主要从事畜粪污沼气化处理利用的研究$!;CK-1."I1*91L2--7M2)%'四川理工学院学报!自然科学版"AAAAAAAAAAAA$"%&年'月%%$C%!&现各种形式(各种工况!包括多相流$(各种安装方

7、即$1(#$1(G式的搅拌器流场分析以及其轴功率计算'不过"基于$!"!"!%'!#$!G()()!"!"#HEF流场分析计算功率对设计者要求较高"需要掌握流!G$体力学相关专业知识以及专业的流体仿真软件#同时"令23%$+!"!"称为功率特征数#令N6%!"!+""称%%#C%&&"其建模过程(流体动力学分析为搅拌雷诺数"表示流体惯性力与粘滞力之比"用于衡进行HEF流场分析$量流体的流动状态#令4*%"!+#"称为弗劳德数"表示过程也是非常耗时的"流体动力学分析过程动辄需要连流体惯性与重力之比"用以衡量惯性的影

8、响#令5%1续计算几十乃至几百上千小时'而且"几十万元人民币(#"6%1(G'则式!#$可以写为)的专业HEF软件"加上高档计算机配置对于一般公司也562%'N64*!G$是不可小觑的消费'36为了简化设计过程"为设计人员提供参考"本文着若再令#%23+4*"称为功率因素"则有)5重探讨将常用的搅拌功率计算程序化的过程'#%'N6!D$从量纲分析法得到搅拌功率特征数关联式