用ADP设计搅拌与计算搅拌功率

用ADP设计搅拌与计算搅拌功率

－－ADP软件使用方法湖南怀化学院徐德华

E-mail:xu_dh@163.com;QQ:423172643

二〇一七年八月目录前言第1章：产品介绍第2章：产品技术与特点第3章：使用环境第4章：使用方法一．安装卸载二．操作方法1．登录2．主界面3．主窗口

——ADP搅拌器设计暨功率计算主窗口4.罐体公称容积、封头容积的设计计算窗口5.轴径、传热面积、罐体壁厚的设计计算窗口6.椭圆封头图片与标准封头尺寸查询窗口三．符号意义前言

产品介绍本产品是一个应用于化工、生物和食品行业立式搅拌罐的搅拌功率设计计算的软件，能辅助使用者设计搅拌罐和搅拌器的结构的相关尺寸，能选择设计搅拌罐内的物料性质参数和操作控制参数，可能辅助绘制其结构示意图，可以计算搅拌轴径、冷却面积、罐壁厚度，可以计算封头尺寸和封头容积，可以用传统Np功率计算方法计算搅拌功率，更主要的是您可以使用新的搅拌功率计算模型计算搅拌功率：用新法计算搅拌功率实际上是计算搅拌过程的理论轴功率。根据搅拌叶形式的不同，可以计算平桨叶斜桨叶的搅拌功率，可以计算螺旋桨叶搅拌器的搅拌功率，可以计算圆弧形搅拌叶、抛物线型搅拌叶，箭叶形搅拌叶以及后弯叶搅拌器等的搅拌功率。本产品可用于实际生产中对搅拌设备进行改造时的校核与检验工作，以获得最佳的搅拌动力需求设计和搅拌功率。本产品甚至可以用于实验测试各种不同立式搅拌器的功率准数，以供研究搅拌器性能使用。任何计算方法都是有条件的。本产品一般适用于立式搅拌罐，且粘度不太大的牛顿型液体或非牛顿型的单一组分液体或混合液体的搅拌设计计算。放大设计和计算搅拌器功率的方法很多，但没有较好的基于计算机进行放大设计的软件、搅拌功率计算是基于传统的Np（功率准数）方法进行计算。而本软件是采用基于搅拌功率的理论机理模型进行编制和计算的，历经二十几年的推敲和实际检测，证明是符合工程应用实际的。本软件方便在有利于工艺操作的条件下进行设备的放大设计计算。从此可以不要为计算搅拌功率而再为每个搅拌设备进行确定功率准数Np的实验了！本软件的核心技术是采用了新一代的搅拌功率机理计算模型，用于设备设计时的放大计算；用于现有搅拌罐改造的功率核算；用于观察单一因素改变时的功率变化；甚至可以用来测试具体条件下搅拌器的功率准数Np,省去耗时耗费的功率准数测试实验室的巨额投资。无论是用于搅拌器设备的实验、设计还是生产设备的改造，均可优化计算过程，节约成本和降低能耗，节省时间，提高效率，是化工搅拌技术研究发展中的关键理论基础和实践技术，具有广泛而现实的应用前景。产品介绍52023/9/2理论价值

依赖三大守恒定律和纯数学方法获得了一整套搅拌功率计算的机理模型群，反映了搅拌功率消耗与三大类实际参数(设备结构参数，物料特性参数，操作控制参数)之间数学函数关系，机理模型是构建ADP平台的核心技术。适用范围较大，具有创新性、科学性、外延性、扩展性和通用性。62023/9/2

72023/9/2社会效益

ADP相对传统模型和国外CFD，实现了技术核心层面的突破与跨越。搅拌技术涉及能源化工、医药化工、食品化工、机械制造以及冶炼化工等诸多方面，ADP搅拌设计新平台具有广泛的市场和很好的实际应用价值。

据本人了解，自2009年底，《AAA搅拌器搅拌功率辅助设计》（《ADP搅拌设计新平台》的前身）发布以来，国内很少或再没有花巨资引进国外的关于搅拌技术研究的硬件实验平台和软件平台了。在国内搅拌技术行业影响较大，有力地推动了搅拌技术的进步！技术背景:

82023/9/2技术背景:

92023/9/2答案是肯定的！解决此问题的

ADP终于诞生了！问题：对于液体搅拌能否找到更好的

功率计算模型呢?构建搅拌设计平台总体思路

：罐体

结构设计搅拌功率10搅拌器

结构设计物性

参数设计操作控制参数设计

开始构建机理模型群基础、关键、技术核心返回过程需求参数设计计算

搅拌功率用机理模型计算数据库其它功能(省略)技术内容

112023/9/2技术内容(续)：

122023/9/2技术内容(续)：机理模型群主要部分的基本形式

(请理解为保密没有给出模型群的具体形式)

132023/9/2P1=f(h0,Yp,ψ,γ,α,β,R)(1)P2=f(h,Yp,ψ,γ,α,β,R)(2)P3=f(h,Yp,ψ,γ,α,β,R)(3)P4=f(h0,μ,Yp,ψ,γ,α,β,R)(4)……技术内容(续)：

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2023/9/2运行ADP展观界面创新亮点：152023/9/2

创新亮点(续)：162023/9/2

返回技术参数:172023/9/2ADP有三个版本，都由Windows平台支持运行。1、实用版：适用于大中小型搅拌设备，具有搅拌罐结构设计，提供5挡搅拌器结构设计，提供十二种搅拌叶选型，提供搅拌器直径异径设计功能，提供挡板条件设计，提供平底与椭圆底封头设计；提供基本参数设计（转速、装填率、密度、粘度、通风罐压、罐温等），绘制整体结构示意图，计算搅拌轴径、盘厚、叶厚、搅拌功率、电机功率。

2、高级版：包含实用版的全部设计功能，增加多类型搅拌桨组合设计功能（新增高速锯齿分散盘桨、锚框组合桨），搅拌器各挡之间异间距设计功能。

3、至尊版：包含高级版的全部设计功能，新增高速锯齿分散盘桨、开孔桨,锚框组合桨；具有卧式和倾斜式搅拌设计计算功能，导流筒设计功能；具有弧形页面设计计算功能，多罐底类型。技术参数(续):182023/9/2ADP的基本功能：

1、选择大罐或小罐，计算罐体的相应数据；2、设计和改变罐子的径高比，设计和改变罐直径与搅拌器直径的比值；3、能设计挡板的规格；4、能调节通风量大小；5、能改变搅拌器开启或圆盘状态；6、具有异径功能，能设计多达五档不同直径、不同型式的搅拌器；7、提供多种（常用和不常用的多达十几种）搅拌器的选型；8、能手动设计不同层的搅拌器的直径，即具有异径功能；9、能选择搅拌器叶片数；10、能调整罐封头高度及封头高径比；11、能调整搅拌叶的安装倾斜角度；

12、能设计和调整搅拌器的安装间距和安装底距；技术参数(续):192023/9/2ADP的基本功能：

13、能计算搅拌轴功率；14、能调节和设计搅拌转速，并能计算max功率下的适宜转速；15、能计算搅拌轴大小、计算搅拌叶的厚度、计算涡轮搅拌器圆盘厚度；16、能保存、查阅和打印设计计算数据；17、能计算高粘度液体下的搅拌功率；18、能在同一搅拌轴上选择多种搅拌器(叶)类型进行组合安装设计，可计算搅拌叶的相关数据；19、新增异挡间距功能：即多挡搅拌器情形时，各相邻挡间隔距离可以进行不同的设计。20、卧式和倾斜式搅拌设计计算功能，导流筒设计功能；弧形页面设计计算功能，多罐底类型。（至尊版专用）

21、模拟搅拌功率曲线（开发者专用）；特性对比202023/9/2序号算法名称计算方法适用范围、优、缺点等实际情况1测M法P=ω•M

适用于实验室、须放大设计2测定Np法P=Np∙ρ∙n3∙d5

适用于实验、须放大设计；软件例子：BioreactordesignDevelopedbyP.T.EvanSanten3CFD法使用CFD的子模块MixSim，提供了湍流模型、网格能量累积

模拟流场见长，研究使用者证明功率计算湍流模型不准确、可信度低，并且依赖凭经验选择“边界参数”等，网格法计算费时长。4ADP法机理模型群

适用于实验与生产；准确地反映搅拌系统中诸多参数与搅拌功率的函数关系。可以直接针对实验或生产搅拌过程的各项实际参数和需求进行设计与计算。克服了传统𝑵𝒑方法和CFD的不足，无需用网格累积能量，不要选择“边界参数”，当然也无需𝑵𝒑功率数，准确快速，具有外延性。特性对比(续)21

2023/9/2返回知识产权、行家评价

《ADP搅拌设计新平台》软件，软件原名《AAA搅拌罐搅拌功率辅助设计》，现名ADP搅拌设计新平台，简称ADP，是一款直接面向生产过程的设计软件，由全国第一届搅拌技术专家委员会委员、怀化学院副教授徐德华开发成功，2009年12月31日，已获得国家软件著作权，拥有自主知识产权（《AAA搅拌罐搅拌功率辅助设计》授权号2009SR061264，证书编号0188263）。222023/9/2使用环境硬件设备信息本软件的硬件需求不高，一般的计算机硬件性能都具备运行本软件的条件。开发本软件的基本硬件环境是：奔腾4CPU，512MB内存，1024×768的分辨率。软件支持信息《ADP搅拌器设计平台》使用可视化编程软件编制，Windows2000、WindowsXP版本及其以上的操作系统都能支持它的运行。使用方法一．安装卸载本款软件安装简单。当拥有该软件包后，找到软件包中的setup.exe,双击执行安装。支持该款软件的操作系统是Windows2000和WindowsXP及其以上的版本，支持Windows2000和WindowsXP的硬件系统即能满足该软件安装所需的硬件环境要求。在WIN7以上操作系统中安装时须以管理员身份运行安装程序setup.exe。卸载该软件的方法是在控制面板中，选择添加或删除程序项内的该软件名称，点击删除即可。二．操作方法1．登录图1当您获得使用权后，运行该系统时，系统首先会让您登录（见图1），输入正确密码后则进入系统的主界面2．主界面系统主界面设计有5个菜单：图2两个主要的子菜单罐体适用项目计算菜单和搅拌罐搅拌器新法设计菜单下的子菜单见图3：图3：主窗口搅拌器新法设计菜单对应ADP搅拌器设计主窗口,见图4：图4罐体结构参数设计图5物性操控参数设计图6搅拌器结构参数设计图7设计计算结果图8操作要点

主要设计参数的输入与选择：

独立性参数必须输入或选择；根据不同的类型和结构进行相应的数据输入或选择。数据输入框一侧都有相应的符号或数据信息，将鼠标置于符号或数据信息上面会在窗口下方的参数释义中出现相应的解释。

刷新：

非独立性参数可以不输入，刷新后会自动计算并显示。

计算：

计算搅拌功率，如果数据没有逻辑错误，用户单击“计算”命令按钮后，“计算结果”区就会显示搅拌轴径、圆周速度、雷诺准数以及相应的搅拌器的搅拌功率等数值。如果数据设计有逻辑错误，系统会给出相应的提示，用户修改后再进行“刷新”与“计算”即可。罐体公称容积、封头容积的设计图9轴径、传热面积、罐体壁厚的设计图10椭圆封头图片图11标准封头尺寸查询图12三、符号意义序号符号含义单位补充说明1Vg罐容积(m3)

2Vton罐