机械搅拌器设计讲义.ppt

第九章 搅拌器的机械设计 教学重点： 搅拌器的型式及选型 一、作用 1、使物料 混合均匀 第一节 概述 2、强化传热、传质 1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置 图9-1　搅拌设备结构图 二、结构 搅拌设备 搅拌装置 轴封 搅拌罐 罐体 附件 搅拌轴 搅拌器 传动装置 第二节 搅拌器的型式及选型 一、常见型式 图9-2　典型的搅拌器图 二、搅拌器的功能 提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌过程的目的。 浆叶旋转运动，产生能量，作用于液体，形成流动状态。关键在浆叶，也与其它因素有关，如介质特性，搅拌器的工作环境等。 三、选型 搅拌器选型 搅拌目的 物料粘度 搅拌容器容积的大小 选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗低、操作费用省，以及制造、维护和检修方便等因素。 表9-1 搅拌器型式适用条件表 注　表中空白为不适或不详，○为适合。 搅拌器型式 流动状态 搅拌目的 搅拌容器容积 (m3) 转速范围(r/min) 最高粘度(P) 对流循环 湍流扩散 剪切流 低粘度混合 高粘度液混合传热反应 分散 溶解 固体悬浮 气体吸收 结晶 传热 液相反应 涡轮式 ○ ○ ○ ○ 　○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 1~100 10~300 500 桨式 ○ ○ ○ ○ 　○ 　 ○ ○ 　 ○ ○ ○ 1~200 10~300 20 推进式 ○ ○ 　 ○ ○ ○ ○ 　 ○ ○ ○ 1~1000 10~500 500 折叶开启涡轮式 ○ ○ 　 ○ ○ ○ ○ 　 　 ○ ○ 1~1000 10~300 500 布尔马金式 ○ ○ ○ ○ 　○ 　 ○ 　 　 　 ○ ○ 1~100 10~300 500 锚式 ○ 　 　 　 　○ 　 ○ 　 　 　 　 　 1~100 1~100 1000 螺杆式 ○ 　 　 　 　○ 　 ○ 　 　 　 　 　 1~50 0.5~50 1000 螺带式 ○ 　 　 　 　○ 　 ○ 　 　 　 　 　 1~50 0.5~50 1000 四、几种常用搅拌器简介 桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在 搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占 搅拌器总数的75～80％。 1. 桨式搅拌器 结构最简单 叶片用扁钢制成，焊 接或用螺栓固定在轮 毂上，叶片数是2、3 或4 片，叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。 图9-3 桨式搅拌器 主要应用 液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固— 液系中多用于防止固体沉降。 主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式 比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。 也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。 主要应用 桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ， 最高粘度为20Pa·s 。 缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。 2. 推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。 结构 标准推进式搅拌器有三瓣叶 片，其螺距与桨直径d相等。 它直径较小，d/D=1/4～1/3，叶端速度一般为 7～10 m/s，最高达15 m/s。 图9-4 推进式搅拌器 搅拌时——流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排 出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形 成轴向流动。 特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。 循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器。 粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等。 改进 容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。 3．涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较 广的一种搅拌器，能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度 范围很广的流体。 图9-5 涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液—液分散、液—固悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。 4．锚式搅拌器 结构简单。 适用于粘度在100Pa·s 以下的流体搅拌，当流 体粘度在10～100Pa·s 时，可在锚式桨中间加 一横桨叶，即为框式搅 拌器，以增加容器中部 的混合。 图9-6 锚式搅拌器 锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合 要求不太高的场合。 由于锚式搅拌器在容器壁附近