平浆式搅拌器

＜＜食品机械与设备＞＞课程设计平桨式搅拌器学生姓名号:指导教师:所在学院：食品学院专业：食品科学与工程（2）黑篇*八-域斐夫尊中国•大庆目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 平桨搅拌器功能，设计意义 3\o"CurrentDocument"1.1平桨搅拌器功能 31.2平浆式搅拌器设计的目的、意义 3二、搅拌器的设计 错误!未定义书签。2.1确定搅拌槽的容积 错误!未定义书签。\o"CurrentDocument"2.2搅拌槽的结构 3\o"CurrentDocument"2.3搅拌槽的直径与高度 32.4搅拌叶的结构尺寸和安装高度 错误!未定义书签。\o"CurrentDocument"2.5搅拌功率的计算 6三、 结束语 7四、 参考文献 7一、平桨搅拌器功能，设计意义1.1平桨搅拌器功能此类型为最基本的一种桨型，低速时为水平环流型，层流区操作；高速时为径流型。有挡板时，功率准数值Np明显上升，为上下循环流，湍流加强，适用于低粘度液的混合、分散、固体悬浮、传热、液相反应等过程。uV2000cP,n=1〜100rpm,v=1〜50m/s。常用规格DJ/D=0.35〜0.8，b/DJ=0.10〜0.25。当DJ/D=0.9以上时可设置多层桨叶，适用于高粘度液搅拌；降低桨叶离底部高度可作刮板用，防止重组份沉附底部，有用于悬浮、结晶与萃取等过程1.2平浆式搅拌器设计的目的、意义搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。其目的有四点。第一，使不互溶液体混合均匀，制备混匀混合液，乳化液，强化传质过程。第二，是液体在气体中充分分散，强化传质或化学反应。第三，制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解，浸取或发生液固化学反应。第四，强化传热，防止过冷或过热①本课题要求设计一个小型搅拌器，能够一次搅拌12.5m3左右的物料，工作平稳灵活，使用方便。本题目主要涉及化工生产中搅拌器的设备设计，主要解决的问题是食品生产中该设备的设计，包括：搅拌容器的设计，搅拌器的选择、支撑装置的设计、轴的选择及密封设置、并画出相应的设备图。二搅拌器的设计、2.1确定搅拌槽的容积根据工艺要求，装料系数0.6，罐体公称容积12.5m3V=Vg•门式中：V-搅拌槽容积Vg-搅拌槽公称容积-填料系数v=Vg•n=12.5x0.6=7.52.2搅拌槽的结构根据现有条件选择平底平盖的搅拌槽2.3搅拌槽的直径与高度(1)罐体的长径比①选择罐体的长径比罐体长径比的选择应考虑以下三个方面的因素i长径比对搅拌功率的影响ii物料特性对罐体长径比的要求iii罐体长径比对传热的影响一般搅拌罐类设备长径比取值范围是1〜1.3，综合考虑罐体长径比对搅拌功率、传热以及物料特性的影响选取1.3初步计算桶体直径确定了长径比喝装料系数后，忽略封头容积，初步计算桶体直径14V~~H兀D:4X7.5 1D=3, 牝1.95mi33.14x1.3确定筒体直径和高度②圆整到公称直径系列，取D=2°°°mm。封头取与内筒体相同内经，桶体高度H=—^=4X75a2400mm土D2 3.14x224，2.4搅拌叶的结构尺寸和安装高度选择搅拌叶片的形状是搅拌器设计中重要的一步。搅拌叶轮输入的能量P,主要消耗于叶片附近或在搅拌罐内产生剪切力T及使液体不断吸入和排出而形成循环流Q两部分。P-tQ，从上式可见，由于剪切作用与循环作用(排出作用)在一定的动力消耗下是互相消减的因素。因此，在考虑某个具体的搅拌目的时,应考虑哪一个因素起主要作用,这样才能使效率最高。搅拌叶轮按其作用可以分为具有强剪切作用的叶轮、强循环性能的叶轮以及两者较为平衡的叶轮。设计时可以从搅拌需要和流体的物性出发，选择某些作用或性能突出的搅拌叶轮。本实验选择平直叶桨式搅拌器桨式叶轮是最简单的一种搅拌器,细长的、连续的板状叶片焊、铆在轮毂上或对夹在搅拌轴上，因而价格低，大约有35%〜40%的搅拌设备使用这种搅拌器。通常,每个叶轮有2个叶片，安装3〜4个叶片的并不多见。桨叶可垂直安装于轮毂上,即所谓平叶桨。一般，桨式叶轮主要用于液-液系统以均匀温度、防止介质分离为目的的搅拌，以及用于液-固系统用来防止固体物的沉降。不适用于以介质微细化为目的的搅拌。当搅拌低粘度介质时，叶轮直径/搅拌罐直径大约为0.35〜0.5;搅拌高粘度介质时,此比值大约为0.65〜0.9。搅拌回转数大致为20〜100r/min。本次实验取叶轮直径/搅拌罐直径为0.5，搅拌的转数取100r/min。3.3搅拌叶轮的设计除选择符合搅拌目的的叶轮形状外，对叶轮直径、段数及叶轮安装位置等条件也需进行考虑。如这些条件考虑不当，会严重影响搅拌效果。3.3.1叶轮直径的设计设计叶轮直径时，依据几何学相似的条件,可以考虑叶轮直径与搅拌罐直径的比值，低于范围的下限，则会出现局部流动强弱不均的现象,严重时会出现搅拌死角。本次实验叶轮直径dj/Dj=0.5,dj=1000mm桨叶的宽度dj/b=5,b=200mm。3.3.2段数叶轮的段数与罐内液深和罐的直径之比有关,通常希望液深与罐径之比为1土0.2。在这个比值下，如为低粘度流体，则有1段叶轮就可以了。取罐径D=2000mm,深为H=2400mm。3.3.3叶轮安装位置对于低粘度的液-液搅拌，当液深与罐径之比接近1时，需1段叶轮时,叶轮应安装在距搅拌罐底Hi=1~1.5dj的位置。取Hi=dj=1000mm。4.1搅拌功率的计算Re=甦n式中Re-搅拌雷诺数；d-搅拌浆直径m；n-转速P密度n-浆料粘度Pa-sn d2np12X20X1200EC20Re= = =120020由于雷诺数大于1000所以选择的净功率计算公式为:P=lo.4-0.000002X(RC-1000)]xpxn3xdj5=b.4-0.000002x(1200-1000)]x1200x203x15=3836160W七页=两门-减速动能机械装置的机械效率P=上=3836160=685028W=685CKW额0.携0.8x0.7五.结束语搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合;也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。搅拌操作是工业反应过程的重要环节，搅拌混合设备在食品工业中担当着非常重要的角色。现代食品工业要求有更高更好的搅拌混合技术，因此必须改进传统搅拌装置、研制新型混合设备；同时使用LDV、PIV和EPT等先进量测技术，运用计算流体动力学知识，深入分析搅