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一种新型筒式搅拌器的性能研究　 杨洪顺，宋吉昌，冷涛田，李庆领 　　 (青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061)　 摘要：本文设计了一种筒式搅拌器，研究了筒式搅拌器的结构特征和工作原理。对三种不同的搅拌器的搅拌功率、搅拌效率进行了对比分析。研究结果表明：在相同的工作条件下，筒式搅拌器的能耗比涡轮式、推进式搅拌器降低40％～60％；而搅拌效率却提高了1～2倍。　　 关键词：筒式搅拌器；搅拌器；搅拌器设计；搅拌器功率；搅拌效率　　　　　　Cylinder Agitator　　　 YANG Hong-shun, SONG Ji-chang, LENG Tao-tian　　　Electromechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China)　 Abstract: A new type of cylinder agitator is designed in this paper, the structural characteristics and working principle of the cylinder agitator are investigated systematically. The mixing efficiency and the mixing power of three type of agitators are measured. The results show that: in the same working conditions, the energy consumption of cylinder agitator is lower 40%~60% than the turbo agitator and propeller agitator, and the mixing efficiency is promoted about 1~2 times.　 Keywords: cylinder agitator; mixing efficiency; mixing power 　　　 　　　Figure1.The Cylinder agitator　 不同的搅拌器只是在特定的使用范围内才是高效的[6],为了提高液－液介质的混合效率，本文设计了筒式搅拌器，将搅拌器的外壳设计成圆筒形，在筒上有序开槽，并按一定角度向筒内侧方向安装流线型翅片，其功能是向流体介质提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流型。搅拌器旋转时，把机械能传递给流体，在翅片的作用下，流体通过槽隙向外流出，在搅拌器附近形成高湍动的充分混和区，并产生一股高速射流，使流体具有较高的压头，推动液体在搅拌容器内循环流动。在圆筒的导流作用下，介质从筒体的顶部和底部流入筒内，完成一个循环，这样就彻底改变了传统搅拌器流场不均匀的缺点，使介质同时产生大的径向流和轴向流，尽量减小切向流。同时加大了介质流量，介质流动更均匀。　　　　　　　　　　　　：搅拌桨带动液体质点作圆周运动的速度　　 (1)　 式中：---搅拌器半径　 ---角速度　　　---转速r/min　　　　　　表示与之间的夹角，表示与反方向延长线之间的夹角，、称为流动角，其大小与圆筒翅片的结构有关。根据余弦定理，则：　 (2)　 若将c分解为径向分量和圆周分量，则分别为　 (3)　 (4)　　 于是 ： (5)　　 　　 　　 图2.液体质点在翅片附近的速度三角形　　　Figure2. The speed of fluid near oar　　 筒式搅拌器流场的运动分析结果与实验观察结果是一致的，即筒式搅拌器的流场分为两个部分，筒体翅片间流出的一部分液体流到筒体的上部，从筒体上端口流入筒体内；另一部分液体流到筒体的底端，从筒体的下端口流入筒体内。这样流场包含了整个搅拌釜，搅拌釜内没有搅拌死角，所以其搅拌效果更好一些。　　 2筒式搅拌器的实验研究　 2.1 实验简介和数据处理　 本实验通过测定推进式、涡轮式和筒式三种搅拌器的搅拌功率和搅拌反应时间，来对比三种搅拌器的能耗和搅拌效率。因此实验分为两个部分：搅拌器的搅拌功率实验和搅拌反应时间实验。　　　　　　　　　　　　Figure3. The star of the Europe agitator blen