攪拌器功率的常用計算方法論文

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攪拌器功率的常用計算方法論文關(guān)鍵詞：攪拌器功率；攪拌設(shè)備；計算方法1 攪拌器功率的概念具有一定結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)備中裝有一定物性的液體，其中用一定型式的攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進行攪拌時，將對液體做功并使之發(fā)生流動，這時為使攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)所需要的功率就是攪拌器功率。2 影響攪拌器功率的因素攪拌器的功率與槽內(nèi)造成的流動狀態(tài)有關(guān)，所以影響流動狀態(tài)的因素必然也是影響攪拌器功率的因素。如：攪拌器的幾何參數(shù)與運轉(zhuǎn)參數(shù)：漿徑 dj，漿寬 b，漿葉角度 θ，漿轉(zhuǎn)速 n，漿葉數(shù)量 z，漿葉離槽底安裝高度 c 等等。攪拌槽的幾何參數(shù)：槽內(nèi)徑 D，液體深度 H，擋板寬度 W，擋板數(shù)量 z1，導(dǎo)流筒尺寸等。攪拌介質(zhì)的物性參數(shù)：液相的密度，液相的黏度 μ，還有重力加速度 g 等。在研究攪拌器功率的時候，有兩個重要的參數(shù)，雷諾準數(shù)Re 和弗魯?shù)聹蕯?shù) Fr 的函數(shù)。其中 Re=n·dj2·/μ 表示流體慣性力與粘滯力之比，F(xiàn)r=n2·dj/g 表示流體慣性力與重力之比。3 幾種常見的功率計算方法攪拌設(shè)備常用的功率計算方法有公式法、算圖法、實驗推薦值法及按攪拌等級決定功率法等。3.1 公式法通用的攪拌功率計算公式為：公式（1）適用于無擋板且 300104 或 Re104 的渦輪攪拌器；而文獻[2]則要求最小軸功率宜大于表中數(shù)據(jù)，但未規(guī)定 Re 的適用范圍。盡管推薦值法在文獻[1]中規(guī)定了適用于渦輪攪拌器，但事實上，對于更節(jié)省功率的推進式攪拌器來說，也是可以參考的。3.4 按攪拌等級決定攪拌功率的方法按攪拌等級決定攪拌功率的方法使用于渦輪（下轉(zhuǎn)第 179頁）式攪拌器。首先對多種攪拌過程按物料相態(tài)區(qū)分為三大類：互溶液體的混合（液-液相）、固相懸浮（液-固相）和氣體分散（液-氣相）。每種攪拌過程都有其要求的生產(chǎn)效果，如混合時間、傳熱速率、傳質(zhì)速率、固體溶解速度或氣體吸收速度等，達到這一生產(chǎn)效果的攪拌作業(yè)功率的大小可以通過攪拌器在介質(zhì)中攪拌時的所謂“動力特性”來作為一種表征。對于采用渦輪式攪拌器的這三類攪拌，按動力特性各自區(qū)分為 10 個等級，叫做攪拌等級，可查文獻[1]給出的攪拌分級表。攪拌等級確定后再一一確定攪拌器型式、數(shù)量、漿徑與轉(zhuǎn)速、功率消耗、擋板條件等，然后根據(jù)這些條件算得攪拌功率。根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗表明：對于 Re300 的各種攪拌狀態(tài)，其攪拌作業(yè)功率（氣體擴散除外）均在表 1 推薦值范圍內(nèi)（即0.1～2KW/m3）。所以說，若所得單位體積物料的攪拌功率超出表 1 范圍，便可能造成功率不足或浪費電能。3.5 按攪拌過程求攪拌功率的算圖算圖的用法簡便，從液體容積值與液體粘度值連線，交于參考線Ⅰ上某點，由該點與液體比重連線，交于參考線Ⅱ上某點，將該點與某一攪拌過程連線，交于攪拌功率線，即可由此求得該過程的攪拌功率。知道了攪拌功率之后，即可按攪拌過程的特點選擇攪拌器型式，選擇漿葉尺寸與漿的轉(zhuǎn)速。預(yù)定出這些數(shù)據(jù)后，用計算攪拌器功率的方法，試求出攪拌器的功率準數(shù) NP 和攪拌器功率，應(yīng)該使這個攪拌器功率適當?shù)卮笥跀嚢韫β?，而且最終選擇的結(jié)果應(yīng)該是漿型合理、規(guī)格合宜。4 結(jié)語上述介紹的幾種攪拌器功率的計算方法各有利弊和局限性，我們在實際應(yīng)用時，可具體情況具體分析，根據(jù)實際情況選擇合適的計算方法。在依據(jù)經(jīng)驗和對比確定攪拌器功率的同時，亦可通過理論計算，得出攪拌器功率，并將計算所得作為一個重要的參考依據(jù)。另外，現(xiàn)在流體力學(xué)的數(shù)值計算方法（CFD）已經(jīng)非常成熟，利用流體仿真計算來測算攪拌器功率的方法，亦非常接近實際情況；用經(jīng)驗公式進行計算可以與數(shù)值計算進行相互間的驗證，以保證結(jié)果更加接近實際應(yīng)用情況。