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2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 1 四 非牛顿流体特性对搅拌功率计算的影响 在切向力作用下平行板内流体层中产生速度分布牛顿粘性定律 F A d d 剪应力 N m2或Pa 粘度 Pa sd d 速度梯度或切变率或剪应速率 s 1作用力F 速度 距离 面积A 牛顿粘性定律 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 2 一 非牛顿型发酵醪的流变学特征 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 3 一 非牛顿型发酵醪的流变学特征 流态曲线1 牛顿流体 d d 为常数2 彬汉塑性流体 y pd d y屈服剪影强度 p刚性粘度 为常数3 拟塑性流体 K d d n 0 n 14 涨塑性流体 K d d n n 1 a为表观粘度 变 a d d K d d n 1 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 4 发酵液流体特性 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 5 表观粘度 a 表观粘度 非牛顿流体没有确定的粘度值 通常把一定切变率下剪应力与此切变率之比称为表观粘度 即 a d d K d d n 1 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 6 非牛顿流体的搅拌功率 拟塑性流体的表观粘度随切变率的增大而减小 涨塑性流体的表观粘度随切变率的增大而增大 在同一搅拌转速下 培养液中的d d 随着径向离开搅拌涡轮的距离 按指数倍数降低 粘度是温度的函数 即 Kea T在搅拌罐中 罐内非牛顿流体的平均切变率与搅拌速度成正比 即 d d 平 kN k 11 5 二档涡轮搅拌 a d d K d d n 1 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 7 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 8 二 拟塑性流体的搅拌功率的计算 计算程序 1 确定发酵罐的尺寸及搅拌转速N 2 将N代入 d d 平 11 5N 计算 d d 平 3 用粘度计测定特定温度下 菌体生长最旺盛时的液体流变特性曲线 计算参数K和n 4 根据算出的 d d 平查得既定转速N时的表观粘度 5 计算ReM 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 9 6 计算Np在几何相似的小罐里 绘制出Np ReM曲线 若ReM 300 可以用牛顿型流体的Np ReM曲线代替拟塑性流体的Np ReM曲线 7 对几何相似的大罐 计算P0 8 再计算Pg 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 10 2020 2 6 第三章搅拌器轴功率计算 11 习题 采用带有挡板的通用式发酵罐 已知直径D 液柱高度HL 2m 搅拌转速N 2 0r s 120r min 搅拌桨为螺旋桨 其直径d 0 33D 0 66m 通风比 0 5m3 m3 min 发酵液密
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