工业搅拌器资料.ppt

工工业搅拌器拌器Industrial agitator 生化制生化制药1232班班 第三第三组2014年年11月月12日日1.目目录12推推进式和式和涡轮式式搅拌器的拌器的结构特点构特点1.1推推进式式搅拌器拌器1.2涡轮式式搅拌器拌器1.3应用用提高提高搅拌器措施拌器措施2.1打旋打旋现象象2.2导致后果致后果2.3提高提高搅拌器的措施拌器的措施2.搅拌器的拌器的选型型3设备选型型应遵循的原遵循的原则3.1搅拌器的拌器的选用用3.2适用条件适用条件3.3不同不同过程程搅拌器的拌器的选用用4 44.1选用的原用的原则4.2主要的主要的问题3.推推进式式搅拌器拌器推推进式式搅拌器（又称船用推拌器（又称船用推进器）器）常用于常用于低粘流体低粘流体中。中。结构构标准推准推进式式搅拌器有三瓣叶拌器有三瓣叶片，其螺距与片，其螺距与桨直径直径d d相等。相等。它直径它直径较小，小，d/D=1/4d/D=1/41/31/3，叶端速度一般，叶端速度一般为 7 710 10 m/sm/s，最高达，最高达15 m/s15 m/s。图（1）推）推进式式搅拌器拌器1.11.1 4.推推进式式搅拌拌器器5.搅拌拌时流体由流体由桨叶上方吸入，下方以叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排筒状螺旋形排 出，流体至容器底再沿壁面返至出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形叶上方，形 成成轴向流向流动。特点特点 搅拌拌时流体的湍流程度不高，循流体的湍流程度不高，循环量大，量大，结构构 简单，制造方便。，制造方便。循循环性能好，剪切作用不大，性能好，剪切作用不大，属于属于循循环型型搅拌器拌器6.表表1、推推进式式搅拌器常用参数拌器常用参数常用尺寸常用尺寸常用运常用运转条件条件常用介常用介质粘度范粘度范围流流动状状态备注注d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)p/d=1,2Bn=2,3,4(以以3居多居多)p螺距螺距n=100500r/minv=315m/s小于小于2Pas轴流型，循流型，循环速率高，剪切速率高，剪切力小。采用力小。采用挡板或板或导流筒流筒则轴向循向循环更更强最高最高转速可达速可达1750r/min:最高叶端最高叶端线速速度可达度可达25m/s。转速在速在500r/min以以下，适用介下，适用介质粘度可达粘度可达50Pa.s 7.涡轮式式搅拌器拌器涡轮式式搅拌器（又称透拌器（又称透平式叶平式叶轮），是），是应用用较广的一种广的一种搅拌器，拌器，能有能有效地完成几乎所有的效地完成几乎所有的搅拌操作拌操作，并能，并能处理粘度理粘度范范围很广的流体。很广的流体。见图2 2图2 2、涡轮式式搅拌器拌器1.21.28.涡轮式式搅拌器拌器9.涡轮式式搅拌器拌器10.涡轮式式搅拌器分拌器分为开式开式盘式式开式有：开式有：平直叶、斜叶、弯叶等。平直叶、斜叶、弯叶等。叶片数叶片数为2 2叶和叶和4 4叶叶盘式有：式有：圆盘平直叶、平直叶、圆盘斜叶、斜叶、圆盘弯叶等。叶片数常弯叶等。叶片数常为6 6叶叶。为改善流改善流动状况，状况，有有时把把桨叶制成叶制成凹形或箭形凹形或箭形11.涡轮式式搅拌器有拌器有较大的剪切力，可使流体微大的剪切力，可使流体微团分散得分散得很很细，适用于低粘度到中等粘度流体的，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液混合、液液分散、液分散、液液固固悬浮浮，以及促，以及促进良好的良好的传热、传质和化学反和化学反应。1.3 1.3 应用用平直叶平直叶剪切作用剪切作用较大，属剪切型大，属剪切型搅拌器。拌器。弯叶弯叶 指叶片朝着流指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率方向弯曲，可降低功率 消耗，适用于含有易碎固体消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体粒的流体搅拌。拌。12.图2 2、涡轮式式搅拌器常用参数拌器常用参数型式型式常用尺寸常用尺寸常用运常用运转条件条件常用介常用介质粘粘度范度范围流流动状状态备注注开式开式涡轮d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)b/d=0.2Bn=,3,4,6,8(以以6居多居多)折叶式折叶式=30,45,60后弯式后弯式=30,50,60后弯角后弯角n=10300r/minv=410m/s折叶式折叶式v=26m/s 50Pas，折叶和后弯折叶和后弯叶叶 10Pas平直叶、平直叶、后弯叶后弯叶为径向流型。径向流型。在有在有挡板板时以以桨叶叶为界形成界形成上下两个上下两个循循环流。流。折叶的折叶的还有有轴向分向分流，近于流，近于轴流型流型最高最高转速可达速可达600r/min圆盘上下液体上下液体的混合不如开的混合不如开式式涡轮盘式式涡轮d:l:b=20:5:4d/D=0.20.5(以以0.33居多居多)Bn=4,6,8=45,60=45n=10300r/minv=410m/s折叶式折叶式v=2v=26m/s6m/s 50Pas，折叶和折叶和后弯叶后弯叶 10Pas13.2 2 可以采用的提高可以采用的提高搅拌效果的措施拌效果的措施2.12.1、打旋、打旋现象象当当搅拌器置于容器中心拌器置于容器中心搅拌低黏度液体拌低黏度液体时，若，若叶叶轮转速足速足够高，液体就会在高，液体就会在离心力的作用离心力的作用下下涌向釜壁，使釜壁涌向釜壁，使釜壁处的液体液面上升，而中心的液体液面上升，而中心处的液面下降，的液面下降，结果形成了一个大旋果形成了一个大旋涡。这种种现象称象称为：打旋。：打旋。14.15.2.2导致的后果致的后果（1）叶叶轮的的转速越大速越大，形成的，形成的旋旋涡就越深就越深，液，液体体轴向流向流动效果非常好，但各效果非常好，但各层液体之液体之间几乎不几乎不发生生轴向混合向混合，且当物料，且当物料为多相体系多相体系时，还会会发生分生分层或分离或分离现象象（2）当液面下凹至一定深度后，当液面下凹至一定深度后，叶叶轮的中心部的中心部位将暴露于空气中，并吸入空气位将暴露于空气中，并吸入空气，使被，使被搅拌液体拌液体的表的表观密度和密度和搅拌效率下降。（更拌效率下降。（更为严重）重）（3）打旋打旋还会引起会引起功率波功率波动和异常作用力和异常作用力，加，加剧搅拌器的振拌器的振动，甚至使其无法工作。，甚至使其无法工作。16.2.3 具体提高具体提高搅拌效果的措施拌效果的措施2.3.12.3.1装装设挡板板在釜内装在釜内装设挡板，既能提高液体的湍流程度，又板，既能提高液体的湍流程度，又能使切向流能使切向流动的的变化化变为轴向向和和径向径向流流动，制止，制止打旋打旋现象。装象。装设挡板后釜内液面下凹板后釜内液面下凹现象基本消象基本消失，釜内液体流失，釜内液体流动形成湍流形成湍流，使，使搅拌效果拌效果显著提著提高。高。注：注：挡板的安装方式与液体黏度有关板的安装方式与液体黏度有关17.粘度粘度安装方式安装方式低粘度低粘度（10Pas）应使使挡板离开釜壁并与壁面板离开釜壁并与壁面倾斜斜粘度粘度12Pas无需安装无需安装挡板板挡板安装方式与粘度的关系板安装方式与粘度的关系18.加了加了挡板板的的搅拌机拌机有有挡板板时的流的流动情况情况不加不加挡板板 19.搅拌器的偏心或拌器的偏心或偏心且偏心且倾斜安装，斜安装，不不仅可以破坏可以破坏循循环对路的路的对称性称性有效抑制打旋有效抑制打旋现象，而且增加液象，而且增加液体的体的湍流程度湍流程度从从而使而使搅拌效果提拌效果提高。高。2.3.22.3.2 偏心安装偏心安装搅拌器拌器20.导流筒流筒为一一圆筒体，其作用是使筒体，其作用是使桨叶排出的液体在叶排出的液体在导流筒内部和外部形成流筒内部和外部形成轴向循向循环流流动。导流筒可限流筒可限定釜内液体流定釜内液体流动路路线，迫使釜内液体通，迫使釜内液体通过导流筒内流筒内的的强烈混合区，既提高了循烈混合区，既提高了循环流量和混合效果，又流量和混合效果，又有助于消除短路与流有助于消除短路与流动死区。死区。应注意注意：对于推于推进式式搅拌器，拌器，导流筒流筒应套在叶套在叶轮外外部；面部；面对涡轮式式搅拌器，拌器，则应安装在叶安装在叶轮上方上方。2.3.32.3.3设置置导流筒流筒21.导流筒的安装方式流筒的安装方式导流筒流筒挡板板22.3 搅拌器的拌器的选型型搅拌器拌器选型一般从三个方面考型一般从三个方面考虑搅拌目的拌目的 物料粘度物料粘度 搅拌容器容拌容器容积的大小的大小 选用用时除除满足工足工艺要求外，要求外，还应考考虑功耗低、操作功耗低、操作费用省，以及制造、用省，以及制造、维护和和检修方便等因素。修方便等因素。23.3.13.1按按搅拌拌目的目的选型型仅考考虑搅拌目的拌目的时搅拌器的拌器的选型型搅拌目的拌目的挡板条件板条件推荐形式推荐形式流流动状状态互溶液体的混合及在互溶液体的混合及在其中其中进行化学反行化学反应无无挡板板三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、桨式、式、圆盘涡轮 湍流湍流(低粘流体低粘流体)有有导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、推、推进式式有或无有或无导流流筒筒桨式、螺杆式、框式、螺式、螺杆式、框式、螺带式、式、锚式式层流流(高粘流体高粘流体)固固液相分散及在其液相分散及在其中溶解和中溶解和进行化学反行化学反应有或无有或无挡板板桨式、六叶折叶开启式式、六叶折叶开启式涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有有导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、推、推进式式有或无有或无导流流筒筒螺螺带式、螺杆式、式、螺杆式、锚式式层流流(高粘流体高粘流体)液液液相分散（互溶液相分散（互溶的液体）及在其中的液体）及在其中强化化传质和和进行化学反行化学反应有有挡板板三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、桨式、式、圆盘涡轮式、推式、推进式式湍流湍流(低粘流体低粘流体)24.搅拌目的与推荐的拌目的与推荐的搅拌器形式（拌器形式（续）液液液相分散液相分散（不互溶的液体）（不互溶的液体）及在其中及在其中强化化传质和和进行化学反行化学反应有有挡板板圆盘涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有反射物有反射物三叶折叶三叶折叶涡轮有有导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、推推进式式有或无有或无导流筒流筒螺螺带式、螺杆式、式、螺杆式、锚式式层流流(高粘流体高粘流体)气气液相分散及液相分散及在其中在其中强化化传质和和进行化学反行化学反应有有挡板板圆盘涡轮、闭式式涡轮湍流湍流(低粘流体低粘流体)有反射物有反射物三叶折叶三叶折叶涡轮有有导流筒流筒三叶折叶三叶折叶涡轮、六叶折叶开启、六叶折叶开启涡轮、推推进式式有有导流筒流筒螺杆式螺杆式层流流(高粘流体高粘流体)无无导流筒流筒锚式、螺式、螺带式式25.3.2 3.2 按按搅拌器拌器型式和适用条件型式和适用条件选型型推推进式式搅拌器拌器用于低粘度流体的混合，循用于低粘度流体的混合，循环能力能力强，动力消耗小，可力消耗小，可应用到很大容用到很大容积的的搅 拌容器中。拌容器中。涡轮式式搅拌器拌器应用范用范围较广，各种广，各种搅拌操作都适用，拌操作都适用，但流体粘度不宜超但流体粘度不宜超过50Pas50Pas。26.3.3 3.3 按按搅拌器拌器不同不同过程程选型型搅拌拌过程程主要控制因素主要控制因素搅拌器型式拌器型式混合（低粘度均相液体）混合（低粘度均相液体）循循环流量流量推推进式、式、涡轮式，要求不高式，要求不高时用用桨式式混合（高粘度液体）混合（高粘度液体）循循环流量流量 低低转速速涡轮式、式、锚式、框式、螺式、框式、螺带式、式、带挡板式的板式的桨式式分散（非均相液体）分散（非均相液体）液滴大小（分散度）液滴大小（分散度）循循环流量流量 涡轮式式溶液反溶液反应（互溶体系）（互溶体系）湍流湍流强度度 循循环流量流量涡轮式、推式、推进式、式、桨式式固体固体悬浮浮循循环流量流量 湍流湍流强度度按固体按固体颗粒的粒度、含量及密度粒的粒度、含量及密度决定采用决定采用桨式、推式、推进式或式或涡轮式式固体溶解固体溶解 剪切作用剪切作用 循循环流量流量涡轮式、推式、推进式、式、桨式式气体吸收气体吸收剪切作用剪切作用 循循环流量流量高高转速速涡轮式式结晶晶循循环流量流量 剪切作用剪切作用 低低转速速按控制因素采用按控制因素采用涡轮式、式、桨式或式或桨式的式的变形形传热循循环流量流量 传热面上高流速面上高流速桨式、推式、推进式、式、涡轮式式27.4 设备选型型应遵循的原遵循的原则4.14.1原原则 所所谓设备选型既是从多种可以型既是从多种可以满足相同需要的不同型号、足相同需要的不同型号、规格格的的设备中，中，经过技技术经济的分析的分析评价，价，选择最佳方案以作出最佳方案以作出购买决策。合理决策。合理选择设备，可使有限的，可使有限的资金金发挥最大的最大的经济效益。效益。设备选型型应遵循的原遵循的原则如下：如下：4.1.14.1.1生生产上适用上适用所所选购的的设备应与本企与本企业扩大生大生产规模或模或开开发新新产品等需求相适品等需求相适应。4.1.24.1.2技技术上先上先进在在满足生足生产需要的前提下，需要的前提下，要求其性能指要求其性能指标保持先保持先进水平，以利提高水平，以利提高产品品质量和延量和延长其技其技术寿命寿命4.1.34.1.3经济上合理上合理即要求即要求设备价格合理，在使用价格合理，在使用过程中能耗、程中能耗、维护费用低，并且回收期用低，并且回收期较短。短。28.4.24.2考考虑的主要的主要问题4.2.14.2.1设备的主要参数的主要参数选择 4.2.1.14.2.1.1生生产率率：设备的生的生产率一般用率一般用设备单位位时间（分、（分、时、班、年）的、班、年）的产品品产量来表示。例如，量来表示。例如，锅炉以每小炉以每小时蒸蒸发蒸汽吨数；蒸汽吨数；4.2.1.2 4.2.1.2工工艺性性：机器：机器设备最基本的一条是要符合最基本的一条是要符合产品工品工艺的技的技术要求，把要求，把设备满足生足生产工工艺要求的能要求的能力叫工力叫工艺性。例如：金属切削机床性。例如：金属切削机床应能保能保证所加工零所加工零件的尺寸精度、几何形状精度和表面件的尺寸精度、几何形状精度和表面质量的要求；量的要求；29.4.2.2 4.2.2 设备的可靠性和的可靠性和维修性修性 4.2.2.1 4.2.2.1设备的可靠性的可靠性选择设备可靠性可靠性时要求使其主要零部件平均故障要求使其主要零部件平均故障间隔期越隔期越长越好，具体的可以从越好，具体的可以从设备设计选择的安全的安全系数、冗余性系数、冗余性设计、环境境设计、元器件、元器件稳定性定性设计、安全性安全性设计和人机因素等方面和人机因素等方面进行分析；行分析；4.2.2.2 4.2.2.2 设备的的维修性修性 4.2.2.2.1 4.2.2.2.1 设备的技的技术图纸、资料料齐全。便于全。便于维修人修人员了解了解设备结构，易于拆装、构，易于拆装、检查。4.2.2.2.2 4.2.2.2.2 结构构设计合理，合理，设备结构的构的总体布体布局局应符合可达性原符合可达性原则，各零部件和，各零部件和结构构应易于接近，易于接近，便于便于检查与与维修修 4.2.2.2.3 4.2.2.2.3 标准化、准化、组合化原合化原则。4.2.2.2.4 4.2.2.2.4 结构先构先进。30.设备及其操作室的设计必须符合有利于减轻劳动者精神疲劳的要求。4.2.34.2.3设备安全性和操作性安全性和操作性 在在设备选型中，若遇到新投入使用的安全防型中，若遇到新投入使用的安全防护性元部性元部件，必件，必须要求其提供要求其提供实验和使用情况和使用情况报告等告等资料。料。4.2.3.14.2.3.1 设备的操作性的操作性：设备的操作性属人机工程学范畴内容，的操作性属人机工程学范畴内容，总的要求是方便、的要求是方便、可靠、安全，符合人机工程学原理，通常要考可靠、安全，符合人机工程学原理，通常要考虑的主要的主要事事项如下：如下：4.2.3.1.1 4.2.3.1.1操作机构及其所操作机构及其所设位置符合位置符合劳动保保护法法规要求，适合一般体型的操作者得要求。要求，适合一般体型的操作者得要求。4.2.3.1.24.2.3.1.2充分考充分考虑操作者生理限度，不能使其在操作者生理限度，不能使其在法定的操作法定的操作时间内承受超高体能限度的操作力、活内承受超高体能限度的操作力、活动节奏、奏、动作速度、耐久力等。作速度、耐久力等。4.2.3.1.34.2.3.1.3设备及其操作室的及其操作室的设计必必须符合有利于符合有利于减减轻劳动者精神疲者精神疲劳的要求。的要求。31.制作人：制作人：余孟余孟、袁光建、吴菲、袁光建、吴菲、张慧、魏慧、魏姗、彭祝、彭祝莲32.