攪拌槳作用與型式PPT幻燈片.ppt

1、,攪拌器的型式,1,2,3,1、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)， 不能用于氣液分散操作。 2、折葉式比平直葉式功耗少，操 作費(fèi)用低，故折葉槳使用較多。,槳式攪拌器常用參數(shù)（表8-5）,槳式攪拌器,4,5,推進(jìn)式攪拌器常用參數(shù)（表8-6）,推進(jìn)式攪拌器,6,7,（透平式葉輪）,渦輪式攪拌器,8,1、適用物料粘度范圍廣。 2、剪切力較大，分散流體 的效果好。 3、直葉和彎葉渦輪攪拌器 主要產(chǎn)生徑向流，折葉渦 輪攪拌器主要產(chǎn)生軸向流。,渦輪式攪拌器常用參數(shù) （表8-6）,9,渦輪式攪拌器常用參數(shù) （表8-6）,錨式攪拌器,10,框式攪拌器,11,錨式和框式攪拌器特點(diǎn),1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 2、適用于

2、粘度大、處理量大的物料。 3、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 4、可減少“掛壁”的產(chǎn)生。,12,螺帶式攪拌器,螺桿式攪拌器,13,1、介質(zhì)的性質(zhì) （1）介質(zhì)的粘度 隨著介質(zhì)粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推進(jìn)式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式 （2）介質(zhì)的密度 （3）介質(zhì)的腐蝕性 2、反應(yīng)過(guò)程的特性 間歇操作還是連續(xù)操作；吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；是否結(jié)晶或有固體沉淀物產(chǎn)生等。 3、攪拌效果和攪拌功率的要求,攪拌器的選型,14,15,攪拌器的選用,16,生物反應(yīng)都是在多相體系中進(jìn)行,大多數(shù)生物顆粒對(duì)剪切力非常敏感,大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣,生物反應(yīng)物料的特性,17,攪拌功率的計(jì)算,攪拌軸和攪

3、拌器的強(qiáng)度和剛度計(jì)算,電機(jī)和減速機(jī)的選型,18,P=f（n，d，g ）=K na db c e gf K-系統(tǒng)幾何構(gòu)形的總形狀系數(shù) 功率關(guān)聯(lián)式：,功率表達(dá)式,19,20,攪拌軸設(shè)計(jì),攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算攪拌軸的直徑,21,攪拌軸材料選擇,22,攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),23,24,25,26,影響攪拌軸直徑的四個(gè)因素,1、扭轉(zhuǎn)變形 2、臨界轉(zhuǎn)速 3、扭轉(zhuǎn)和彎矩聯(lián)合作用下的強(qiáng)度 4、軸封處允許的徑向位移,攪拌軸直徑計(jì)算,27,攪拌軸的力學(xué)模型,28,29,按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑,臨界轉(zhuǎn)速,要求,n 0.7 nc（剛性軸） 1.3 nc （柔性軸）,攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的選?。ū?-11）,當(dāng)攪拌軸轉(zhuǎn)速n

4、 200r/min時(shí)，應(yīng)進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算。,30,按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的直徑,強(qiáng)度條件,軸徑,31,按軸封處允許徑向位移驗(yàn)算軸徑,限制條件,32,（1）軸徑應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、臨界轉(zhuǎn)速等條件。 （2）在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，還應(yīng)考慮軸上鍵槽及開(kāi)孔所引起的局部削弱，軸徑應(yīng)適當(dāng)增大。 （3）軸徑應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)公稱軸徑系列，如30、40、50、65、80、95、110等。,攪拌軸直徑的確定,33,減小軸端撓度、提高攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的措施,34,35,36,37,38,密封裝置,（軸封裝置）,39,填料密封允許有一定的泄漏量,填料需定期更換 軸有一定的磨損,填料密封,40,填料,41,（1）填料應(yīng)富有彈性。

5、在壓蓋壓緊后，彈性變形要大，這樣才能貼緊轉(zhuǎn)軸并對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的抱緊力。 （2）填料應(yīng)耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降低摩擦功率的損耗，延長(zhǎng)填料的使用壽命。 通常填料需要加潤(rùn)滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具有自潤(rùn)滑作用，可有效地降低摩擦系數(shù)。 （3）導(dǎo)熱性要好，能夠?qū)⒛Σ廉a(chǎn)生的熱量盡快傳遞出去。 （4）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。,填料及其選用,42,43,44,填料壓蓋高度：,45,機(jī)械密封,（端面密封）,46,動(dòng)環(huán)和靜環(huán),彈簧壓緊裝置,密封圈,47,48,外裝式和裝內(nèi)式機(jī)械密封,49,雙端面機(jī)械密封,50,平衡型機(jī)械

6、密封：K=0.60.9 非平衡型機(jī)械密封：K=1.11.2,51,（1）耐磨性和導(dǎo)熱性動(dòng)環(huán)和靜環(huán)做相對(duì)摩擦滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的耐磨性好，并且能將摩擦產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)出去。 （2）硬度由于動(dòng)環(huán)形狀復(fù)雜，容易變形，所以要求動(dòng)環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（表8-15） （3）耐腐蝕性,動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的材料要求,52,全封閉密封,介質(zhì)易燃、易爆,貴重物料,高純度物料,高真空操作,劇毒物料,53,優(yōu)點(diǎn),1、功耗小、效率高。 2、電機(jī)過(guò)載保護(hù)。 3、可承受較高壓力。,缺點(diǎn),1、內(nèi)軸承壽命短。 2、渦流、磁滯等損耗。 3、使用溫度的限制。,54,傳動(dòng)裝置,55,56,適用于單跨軸,適用于懸臂軸,

7、57,1、釜體的結(jié)構(gòu)型式和尺寸的確定 包括釜體結(jié)構(gòu)、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。 2、材料的選擇 根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質(zhì)、設(shè)備加工要求等條件選擇。 3、強(qiáng)度計(jì)算及校核（包括帶夾套反應(yīng)釜的穩(wěn)定性校核） 如釜體壁厚的計(jì)算、封頭壁厚的計(jì)算、攪拌軸直徑的確定等。 4、主要零部件的選用 攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置等的選擇。 5、繪圖、編制技術(shù)文件 裝配圖、各種零部件圖、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、技術(shù)要求等。,攪拌反應(yīng)器的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容,58,59,作業(yè)1,1.以機(jī)械攪拌反應(yīng)器為例，說(shuō)明攪拌反應(yīng)器由哪幾部分組成，包括哪些構(gòu)件。 2.攪拌器的功能是什么？中心頂插式攪拌器可形成哪幾種流型？如

8、何控制切向流？ 3.分析槳式、推進(jìn)式、渦輪式、錨式攪拌器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。 4.攪拌器可通過(guò)哪幾種方式與攪拌軸連接？ 5.攪拌軸主要承受什么載荷？如何確定攪拌軸直徑？ 6.機(jī)械密封有哪幾個(gè)密封點(diǎn)？分別采用什么密封方式？ 7.平衡型和非平衡型密封結(jié)構(gòu)有何不同？畫簡(jiǎn)圖說(shuō)明。,60,某一帶夾套的立式攪拌反應(yīng)器，設(shè)備容積V=2.5 m3，操作容積V0=2 m3，長(zhǎng)徑比（H/D）=1，工藝要求傳熱面積為7 m2，攪拌功率為1.4KW，攪拌軸轉(zhuǎn)速為50r/min。已知釜內(nèi)壓力為0.2 Mpa，夾套內(nèi)壓力為0.3 Mpa，內(nèi)筒壁厚10mm，內(nèi)筒與夾套采用相同材料，t=113Mpa，s=235Mpa，G=8104Mpa。 （1）計(jì)算夾套壁厚（取腐蝕裕量C2=2mm），并進(jìn)行水