搅拌装置的选择

1、任务：任务：A0102搅拌装置的分析选择搅拌装置的分析选择第五组第五组: 釜式反应器的搅拌装置组成釜式反应器的搅拌装置组成 l搅拌设备主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封3大部分组成。搅拌装置包括传动装置、搅拌器以及搅拌轴。而搅拌罐则包括罐体以及附件。电机；电机；传动装置；传动装置；罐体；罐体；料管；料管；挡板；挡板；出料管；出料管；搅拌器；搅拌器；温度计插管；温度计插管；液面液面搅拌设备结构图搅拌设备结构图搅拌器搅拌器 定义定义功能功能搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键部件。部件。提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。提供过程所需要的能量

2、和适宜的流动状态。原理原理搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液体在搅拌容器内循环流动。体在搅拌容器内循环流动。流型流型 流体循环流动的途径。流体循环流动的途径。介绍：介绍：一、搅拌器分类一、搅拌器分类按流体流动形态按流体流动形态轴向流搅拌器轴向流搅拌器径向流搅拌器径向流搅拌器按结构分为按结构分为平叶平叶 折叶折叶 螺旋面叶螺旋面叶桨式、涡轮式、框式和桨式、涡轮式、框式和锚式的桨叶都有平叶和锚式的桨叶都有平叶和折叶两种结构折叶两种结构推进式、螺杆式和

3、螺带推进式、螺杆式和螺带式的桨叶为螺旋面叶式的桨叶为螺旋面叶混合流搅拌器混合流搅拌器轴向流搅拌器轴向流搅拌器 按搅拌按搅拌用途分为用途分为低低粘流体粘流体用搅拌器用搅拌器高高粘流体粘流体用搅拌器用搅拌器低粘流体搅拌器有：低粘流体搅拌器有：推进式、长薄叶螺旋桨、推进式、长薄叶螺旋桨、桨式、开启涡轮式、圆盘桨式、开启涡轮式、圆盘涡轮式、布鲁马金式、板涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、框桨式、三叶后弯式、MIG和改进和改进MIG等。等。高粘流体搅拌器有：高粘流体搅拌器有：锚式、框式、锯齿圆盘式、锚式、框式、锯齿圆盘式、螺旋桨式、螺带式（单螺带、螺旋桨式、螺带式（单螺带、双螺带）、螺旋双螺带）

4、、螺旋螺带式等。螺带式等。图图7 搅拌器流型分类图谱搅拌器流型分类图谱 轴流式轴流式混流式混流式径流式径流式搅拌器搅拌器 桨式、推进式、涡轮式桨式、推进式、涡轮式和和锚式锚式搅拌器在搅拌器在搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占搅拌器总数的搅拌器总数的7580。二、几种常用搅拌器：二、几种常用搅拌器：1. 桨式搅拌器桨式搅拌器 结构最简单结构最简单叶片用扁钢制成，焊叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数是毂上，叶片数是2、3或或4 片，叶片形式可片，叶片形式可分为平直叶式和折叶分为平直叶式和折叶式两种。式两种。图图8 桨式搅拌器

5、桨式搅拌器 浆式搅拌器浆式搅拌器主要应用主要应用也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替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。价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。液液液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固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。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，故比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使轴流桨叶使用较多用较多。桨式搅拌器的转速一般为桨式搅拌器的转速一般为20100r/min

6、，最高粘度为最高粘度为20Pas 。缺点缺点不能用于以保持气体和以细微化为目的不能用于以保持气体和以细微化为目的的气的气液分散操作中。液分散操作中。2. 推进式搅拌器推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器）推进式搅拌器（又称船用推进器）常用于低粘流体中。常用于低粘流体中。结构：结构：标准推进式搅拌器有三瓣叶标准推进式搅拌器有三瓣叶片，其螺距与桨直径片，其螺距与桨直径d相等。相等。它直径较小，它直径较小，d/D=1/41/3，叶端速度一般为叶端速度一般为 710 m/s，最高达最高达15 m/s。图图9 推进式搅拌器推进式搅拌器 推进式搅拌器推进式搅拌器特点特点 搅拌时流体的湍流程度不高，循

7、环量大，结构搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。简单，制造方便。 搅拌时搅拌时流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排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。出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形成轴向流动。循环性能好，剪切作用不大，循环性能好，剪切作用不大，属于循环型搅拌器属于循环型搅拌器应用：应用：粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好的搅拌效果。的搅拌效果。主要用于液液系混合、使温度均匀，在低浓度固液系主要用于液液系混合、使温度均匀，在低浓度固液系中防

8、止淤泥沉降等中防止淤泥沉降等改进：改进：容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、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。搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。涡轮式搅拌器（又称透涡轮式搅拌器（又称透平式叶轮），是应用较平式叶轮），是应用较广的一种搅拌器，能有广的一种搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅效地完成几乎所有的搅拌操作，并能处理粘度拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。见图范围很广的流体。见图10。3涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器 图图10 涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器开式有：开式有：平直叶、斜叶、弯叶等。平直叶、斜叶、弯叶等。叶片数为叶片数为2叶和叶和4叶叶盘式有：盘式有：圆

9、盘平直叶、圆盘斜叶、圆盘平直叶、圆盘斜叶、圆盘弯叶等。叶片数常圆盘弯叶等。叶片数常为为6叶。叶。为改善流动状况，为改善流动状况，有时把桨叶制成凹形或箭形有时把桨叶制成凹形或箭形涡轮式搅拌器分为涡轮式搅拌器分为盘式盘式开式开式 涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得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、液很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液液分散、液分散、液液固悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。固悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。平直叶平直叶剪切作用较大，属剪切型搅拌器。剪切作用较大，属剪切型搅拌器。弯叶弯叶 指叶片朝

10、着流动方向弯曲，可降低功率指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率 消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。应用应用4锚式搅拌器锚式搅拌器 结构简单。结构简单。适用于粘度在适用于粘度在100Pas以下的流体搅拌，当流以下的流体搅拌，当流体粘度在体粘度在10100Pas时，可在锚式桨中间加时，可在锚式桨中间加一横桨叶，即为一横桨叶，即为框式搅框式搅拌器，拌器，以增加容器中部以增加容器中部的混合。的混合。图图11 锚式搅拌器锚式搅拌器 锚式搅拌器锚式搅拌器应用应用锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合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

11、太高的场合。要求不太高的场合。由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、晶析操作。晶析操作。常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。当搅拌粘度大于当搅拌粘度大于100Pas 的流体时，应采用螺带的流体时，应采用螺带式或螺杆式。式或螺杆式。二、搅拌器的选用二、搅拌器的选用选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗低、操作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。费用省，以及制造、维护和检修方便等因素。搅拌器选

12、型一般从三个方面考虑搅拌器选型一般从三个方面考虑搅拌目的搅拌目的 物料粘度物料粘度 搅拌容器容积的大小搅拌容器容积的大小常用搅拌器的适用场合常用搅拌器的适用场合推进式搅拌器推进式搅拌器用于低粘度流体的混合，循环能力强，用于低粘度流体的混合，循环能力强， 动力消耗小，可应用到很大容积的搅动力消耗小，可应用到很大容积的搅 拌容器中。拌容器中。 桨式搅拌器桨式搅拌器 结构简单，在小容积的流体混合中应结构简单，在小容积的流体混合中应 用较广，对大容积的流体混合，循环用较广，对大容积的流体混合，循环 能力不足。能力不足。涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器应用范围较广，各种搅拌操作都适用，应用范围较广，各种搅拌操作

13、都适用， 但流体粘度不宜超过但流体粘度不宜超过50Pas。拌器选型步骤分析介绍：拌器选型步骤分析介绍：l1.按照按照工艺条件、搅拌目的和要求工艺条件、搅拌目的和要求，选择搅拌器型式，选，选择搅拌器型式，选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。l2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的的流动状态流动状态，工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的，工艺对搅拌混合时间、沉降速度

14、、分散度的控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。功率、搅拌速度、搅拌器直径。l3.按照按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件电动机功率、搅拌转速及工艺条件，从减速机选型，从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机，则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。减速机，则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。l4.按照按照减速机的输出轴头减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与和搅拌轴系支承方式选择与d相相同型号规格的机架、联轴器同型号规格的机架、联轴器拌器选型步骤分析介绍：拌器选型步骤分析介绍：l5.按照机架搅拌轴头按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式作压力、工作温度选择轴封型式l6.按照按照安装形式和结构要求安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结，设计选择搅拌轴结构型式，并校检其强度、刚度。构型式，并校检其强度、刚度。l 如按如按刚性轴刚性轴设计，在满足强度条件下设计，在满足强度条件下n/nk0.7l 如按如按柔性轴柔性轴设计，在满足强度条件下设计，在满足