搅拌器的型式优秀课件
合集下载
搅拌桨型式ppt课件
标准填料箱
表（8-13）
44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
47
机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
12
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
13
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
19
20
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
21
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
表（8-13）
44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
47
机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
12
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
13
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
19
20
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
21
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
搅拌课件
夹套与罐体的连接方式有不可拆式 和可拆式两种。
• 表5-2 夹套直径 与பைடு நூலகம்体直径 的关系 夹套直径Dj与壳体直径 与壳体直径Di的关系
• Di • Dj
50 ~ 600 55~650
700~1800 2000~3000 800~1900 2200~3200
• 为了保证罐体内料液与夹套内的介质充分传热， 为了保证罐体内料液与夹套内的介质充分传热， 夹套高度Hj应满足如下关系 应满足如下关系： 夹套高度 应满足如下关系：
（三）按照搅拌速度划分
• 可以将搅拌器分为快速搅拌器和慢速搅拌 器两种。 器两种。 • 快速搅拌器有圆盘涡轮式、开启涡轮式、 快速搅拌器有圆盘涡轮式、开启涡轮式、 推进式等； 推进式等； • 慢速搅拌器包括桨式、框式、锚式、螺带 慢速搅拌器包括桨式、框式、锚式、 式、螺杆式等。 螺杆式等。
二、搅拌器的选型
•
总之，不论哪种选型方法， 总之，不论哪种选型方法，都离不开最 初的搅拌目的和不同搅拌器造成物料不同 流动状态而产生的不同搅拌效果等这些根 本出发点。 本出发点。
表5-5 搅拌器型式适用条件表
流动状态 搅拌器型式 对 流 循 环 湍 剪 低 流 切 粘 扩 流 度 散 混 合 高粘 度液 混合 传热 反应 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 分 散 搅拌目的 溶 解 固 体 悬 浮 ○ ○ ○ ○ 气 结 体 晶 吸 收 ○ ○ ○ ○ 传 热 液 相 反 应 ○ ○ ○ ○ ○ 搅拌容 器容积 (m3) 转速范 围(r/min) 最高 粘度 (P)
图9-5 涡轮式搅拌器
应用
涡轮式搅拌器有较大的剪切力， 涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微 团分散得很细， 团分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的 混合、 液分散、 固悬浮， 混合、液—液分散、液—固悬浮，以及促进良好 的传热、传质和化学反应。 的传热、传质和化学反应。
搅拌器的形式PPT课件
1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
5
6
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 7
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
8
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
43
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
44
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
34
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
35
36
37
38
39
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
40
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
19
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
20
21
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
5
6
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 7
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
8
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
43
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
44
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
34
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
35
36
37
38
39
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
40
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
19
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
20
21
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
搅拌器的结构与设计ppt课件
电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
重力参数 搅拌器的 几何尺寸 搅拌器的 运动参数
搅拌容器 的结构 被搅拌介 质的特性
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数
功率关联式：
P h r q dB N 3 5 K ( R )( F )f ( , , ,....) P e r D D D n d
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11） 要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴）
1.3 nc （柔性轴）
按强度计算搅拌轴的直径 强度条件
max
M te [ ] WP M n2 M 2
1
M te 当量扭矩 M te
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推 进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式
减小轴端挠度、提底轴承或中间轴承
增大轴径
设置稳定器
密封装置
（轴封装置）
作用
维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。
结构简单，装拆方便。
类型
填料密封
机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
搅拌器讲解搅拌器学习培训PPT搅拌知识
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推 进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式
搅拌轴的力学模型
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6 M n max [ ] 4 4 Gd (1 )
1 M n max d 4.92 ( )4 [ ]G (1 4 )
轴径
按临界转速校核搅拌轴的直径
临界转速
nc 30 3EI (1 4 ) 2 L1 ( L1 )ms
P N P n d
3
5
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计
计算搅拌轴的直径
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
优良的切削 加工性能
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴头设计 轴身设计
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素
1、扭转变形
2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
外装式和内装式机械密封
双端面机械密封
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1
K=1
平衡型机械密封：K=0.6~0.9 非平衡型机械密封：K=1.1~1.2
动环和静环的材料要求
搅拌器的型式幻灯片
4
5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 6
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
填料需定期更换 轴有一定的磨损
40
填料
41
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜等）
表（8-13）
43
填料箱
填料箱宽度：
S (1.4 ~ 2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
17
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
18
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf
5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 6
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
填料需定期更换 轴有一定的磨损
40
填料
41
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜等）
表（8-13）
43
填料箱
填料箱宽度：
S (1.4 ~ 2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
17
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
18
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf
搅拌设备PPT课件
2、基本要求：最主要是应确保两根联接轴的同心， 有时还应具有一定的减少震动缓和冲击的能力。
3、结构形式：凸缘联轴器、夹壳联轴器、套筒联轴 器、弹性圈柱销联轴器。
30
.
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
凸缘联轴器
1 3 4
2
凸缘联轴器
优点是结构简单、制造方便、
凸缘联轴器
成本低，并能传递较大扭矩，缺点
1
2
4 5
3
3
6
1
7
2
图6.10 凸缘联轴器的轴端结构
1— 凸 缘 联 轴 器 ； 2— 轴 ； 3— 锁 紧 螺 母 ； 4— 螺 纹 5— 退 刀 槽 ； 6— 键 槽 ； 7— 轴 肩
图6.11 夹壳式联轴器的轴端结构
1— 轴 ； 2— 夹 壳 式 联 轴 器 ； 3— 悬 吊 环
搅拌轴的计算选用
8
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
三宽叶旋桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
.
四叶旋桨式搅拌器
9
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
2、推进式搅拌器
➢ 特点：叶片为2、3、4，常取3 ；转速为100~500r/min；流速 为3~15m/s；最大黏度为3Pa·s ；轴向流。
1、作用：提供能量。 2、组成：主要由电动机、
减速机和机架组成。 ➢ 电动机：与减速机配套
使用。 ➢ 减速机：主要有三角皮
带减速机、两级齿轮减 速机、摆线针轮减速机 和谐波减速机四种。
.
1
2
3 4
5
6 7
8
3、结构形式：凸缘联轴器、夹壳联轴器、套筒联轴 器、弹性圈柱销联轴器。
30
.
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
凸缘联轴器
1 3 4
2
凸缘联轴器
优点是结构简单、制造方便、
凸缘联轴器
成本低，并能传递较大扭矩，缺点
1
2
4 5
3
3
6
1
7
2
图6.10 凸缘联轴器的轴端结构
1— 凸 缘 联 轴 器 ； 2— 轴 ； 3— 锁 紧 螺 母 ； 4— 螺 纹 5— 退 刀 槽 ； 6— 键 槽 ； 7— 轴 肩
图6.11 夹壳式联轴器的轴端结构
1— 轴 ； 2— 夹 壳 式 联 轴 器 ； 3— 悬 吊 环
搅拌轴的计算选用
8
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
三宽叶旋桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
.
四叶旋桨式搅拌器
9
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
2、推进式搅拌器
➢ 特点：叶片为2、3、4，常取3 ；转速为100~500r/min；流速 为3~15m/s；最大黏度为3Pa·s ；轴向流。
1、作用：提供能量。 2、组成：主要由电动机、
减速机和机架组成。 ➢ 电动机：与减速机配套
使用。 ➢ 减速机：主要有三角皮
带减速机、两级齿轮减 速机、摆线针轮减速机 和谐波减速机四种。
.
1
2
3 4
5
6 7
8
搅拌器(课件)
39
表9-4 原则填料箱旳允许压力、温度
材料 碳钢填料箱 不锈钢填料箱
公称压力 /MPa
常压 0.6 1.6 常压 0.6 1.6
允许压力范围 /MPa
(负值指真空) ＜0.1
－0.03～0.6 －0.03～1.6
＜0.1 －0.03～0.6 －0.03～1.6
允许温度 范围/℃
＜200 ≤200 －20～300 ＜200 ≤200 要求
表9—3 几种搅拌罐旳长径比
种类
一般搅拌罐 聚合釜
发酵罐类
设备内物料类型
液-固相、液－液相 气－液相
悬浮液、乳化液 发酵液
长径比
1～1.3 1～2 2.08～3.85 1.7～2.5
26
2、搅拌罐装料量
装料系数
Vg V •
初步计算筒体内径
Di
3
4Vg
H Di
拟定筒体直径和高度
53
总复习提醒
先复习作业 复习书上例题 全方面复习，要点掌握
54
第九章 搅拌器旳机械设计
1
一、作用
1、使物料 混合均匀
2、强化 传热、传 质
第一节 概述
使气体在液相中很好地分散 使固体粒子（如催化剂）在液相中 均匀地悬浮 使不相溶旳另一液相均匀悬浮或充 分乳化 强化相间旳传质（如吸收等）
强化传热 2
二、构造
图9-1 搅拌设备构造图
1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置
一般取0.6～0.8
27
二、顶盖旳构造(自学)
28
第五节 传动装置及搅拌轴
一、传动装置
一般涉及电动机、减速装置、联轴节及 搅拌轴
表9-4 原则填料箱旳允许压力、温度
材料 碳钢填料箱 不锈钢填料箱
公称压力 /MPa
常压 0.6 1.6 常压 0.6 1.6
允许压力范围 /MPa
(负值指真空) ＜0.1
－0.03～0.6 －0.03～1.6
＜0.1 －0.03～0.6 －0.03～1.6
允许温度 范围/℃
＜200 ≤200 －20～300 ＜200 ≤200 要求
表9—3 几种搅拌罐旳长径比
种类
一般搅拌罐 聚合釜
发酵罐类
设备内物料类型
液-固相、液－液相 气－液相
悬浮液、乳化液 发酵液
长径比
1～1.3 1～2 2.08～3.85 1.7～2.5
26
2、搅拌罐装料量
装料系数
Vg V •
初步计算筒体内径
Di
3
4Vg
H Di
拟定筒体直径和高度
53
总复习提醒
先复习作业 复习书上例题 全方面复习，要点掌握
54
第九章 搅拌器旳机械设计
1
一、作用
1、使物料 混合均匀
2、强化 传热、传 质
第一节 概述
使气体在液相中很好地分散 使固体粒子（如催化剂）在液相中 均匀地悬浮 使不相溶旳另一液相均匀悬浮或充 分乳化 强化相间旳传质（如吸收等）
强化传热 2
二、构造
图9-1 搅拌设备构造图
1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置
一般取0.6～0.8
27
二、顶盖旳构造(自学)
28
第五节 传动装置及搅拌轴
一、传动装置
一般涉及电动机、减速装置、联轴节及 搅拌轴
搅拌器的型式.
外装式和装内式机械密封
双端面机械密封
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1
K=1
平衡型机械密封：K=0.6~0.9 非平衡型机械密封：K=1.1~1.2
动环和静环的材料要求
（ 1 ）耐磨性和导热性 — 动环和静环做相对摩擦滑 动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐 磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 （ 2 ）硬度 — 由于动环形状复杂，容易变形，所以 要求动环的硬度比静环大。（表8-15） （3）耐腐蚀性
d 1.72(
M te ) 4 [ ](1 )
1 3
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
Lo [ ]Lo Lo 总径向位移 [ ]Lo 轴封处的允许径向位移
搅拌轴直径的确定
（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。 （2）在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔 所引起的局部削弱，轴径应适当增大。 （ 3 ）轴径应圆整到标准公称轴径系列，如 φ30、φ40、 φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度
设置底轴承或中间轴承
增大轴径
设置稳定器
密封装置
（轴封装置）
作用
维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。
结构简单，装拆方便。
类型
填料密封
机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
搅拌轴的力学模型
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583.6 M n max [ ] 4 4 Gd (1 )
搅拌器的型式及选型 ppt课件
涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较 广的一种搅拌器，能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度 范围很广的流体。
ppt课件
图9-5 涡轮式搅拌器 16
主要应用
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—液分散、液—固悬浮，以及促进良好 的传热、传质和化学反应。
10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
500 1000 1000 1000
注 表中空白为不适或不详，○为适合。
ppt课件
8
四、几种常用搅拌器简介
桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在 搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占 搅拌器总数的75～80％。
ppt课件
9
1. 桨式搅拌器
结构最简单
结构
标准推进式搅拌器有三瓣叶
片，其螺距与桨直径d相等。
它直径较小，d/D=1/4～1/3，
叶端速度一般为 7～10 m/s，
最高达15 m/s。
ppt课件
图9-4 推进式搅拌器
13
搅拌时——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。
特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
推进式
○○
○
○○ ○
○○ ○ 1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
○
○○ ○
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○
ppt课件
图9-5 涡轮式搅拌器 16
主要应用
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—液分散、液—固悬浮，以及促进良好 的传热、传质和化学反应。
10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
500 1000 1000 1000
注 表中空白为不适或不详，○为适合。
ppt课件
8
四、几种常用搅拌器简介
桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在 搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占 搅拌器总数的75～80％。
ppt课件
9
1. 桨式搅拌器
结构最简单
结构
标准推进式搅拌器有三瓣叶
片，其螺距与桨直径d相等。
它直径较小，d/D=1/4～1/3，
叶端速度一般为 7～10 m/s，
最高达15 m/s。
ppt课件
图9-4 推进式搅拌器
13
搅拌时——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。
特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
推进式
○○
○
○○ ○
○○ ○ 1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
○
○○ ○
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○
机械搅拌反应器共133页PPT
机械搅拌反应器
服从真理，就能征服一切事物
8.2 机械搅拌反应器
一、基本结构
筒 体
搅
拌
容
器
换
热
元
件
夹 管 内 盘 管
搅
拌
反
应
器
内 构 件 搅 拌 器
搅
拌
机
搅
密
传
拌 封 动
轴 装 装
置 置
2
整体夹套:图8-8
⒉
换热元件
夹
套
型 半
钢 圆
夹 管
套 夹
:图 8-11 套 :图 8-
11
(a)螺旋形角钢互搭式
(b)角钢螺旋形缠绕
图8—11 型钢夹套结构
12
t1
e2
D
b1
半圆管横截面重心 (a) 半圆管
b2
图8－12 半圆管夹套结构
13
弓形管横截面重心
(b)弓形管
t1
D
b2
b1
图8—12 半圆管夹套结构
14
b L3L3 L2L Nhomakorabeat1
(a)螺旋形缠绕
图8—13 半圆管夹套的安装
这个区域内流体没有相对运动→混合效果差。
消除方法—加挡板→
削弱切向流， 增强轴向流和径向流
上述三种流型通常同时存在
轴向流与径向流对混合起主要作用
切向流应加以抑制
22
影响流型的因素: 搅拌器的形式、搅拌容器和内构件几何 特征、流体性质、搅拌器转速等。
⒌搅拌器在容器内安装方式: 图8-19, 除中心安装的搅拌机外， 还有偏心式、底插式、侧插式、 斜插式、卧式等安装方式。 不同方式安装的搅拌机产生的流型也 各不相同。
服从真理，就能征服一切事物
8.2 机械搅拌反应器
一、基本结构
筒 体
搅
拌
容
器
换
热
元
件
夹 管 内 盘 管
搅
拌
反
应
器
内 构 件 搅 拌 器
搅
拌
机
搅
密
传
拌 封 动
轴 装 装
置 置
2
整体夹套:图8-8
⒉
换热元件
夹
套
型 半
钢 圆
夹 管
套 夹
:图 8-11 套 :图 8-
11
(a)螺旋形角钢互搭式
(b)角钢螺旋形缠绕
图8—11 型钢夹套结构
12
t1
e2
D
b1
半圆管横截面重心 (a) 半圆管
b2
图8－12 半圆管夹套结构
13
弓形管横截面重心
(b)弓形管
t1
D
b2
b1
图8—12 半圆管夹套结构
14
b L3L3 L2L Nhomakorabeat1
(a)螺旋形缠绕
图8—13 半圆管夹套的安装
这个区域内流体没有相对运动→混合效果差。
消除方法—加挡板→
削弱切向流， 增强轴向流和径向流
上述三种流型通常同时存在
轴向流与径向流对混合起主要作用
切向流应加以抑制
22
影响流型的因素: 搅拌器的形式、搅拌容器和内构件几何 特征、流体性质、搅拌器转速等。
⒌搅拌器在容器内安装方式: 图8-19, 除中心安装的搅拌机外， 还有偏心式、底插式、侧插式、 斜插式、卧式等安装方式。 不同方式安装的搅拌机产生的流型也 各不相同。
搅拌桨作用与型式ppt课件
功率表达式搅拌轴设计搅拌轴的结构设计计算搅拌轴的直径搅拌轴材料选择搅拌轴的结构设计影响搅拌轴直径的四个因素1扭转变形2临界转速3扭转和弯矩联合作用下的强度4轴封处允许的径向位移搅拌轴直径计算搅拌轴的力学模型按临界转速校核搅拌轴的直径临界转速要求n07nc刚性轴13nc柔性轴搅拌轴临界转速的选取表811当搅拌轴转速n200rmin时应进行临界转速的验算
轴头设计
23
24
25
26
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素 1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
27
搅拌轴的力学模型
28
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
4
5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
6
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
58
59
作业1
1.以机械搅拌反应器为例，说明搅拌反应器由哪几部分组 成，包括哪些构件。 2.搅拌器的功能是什么？中心顶插式搅拌器可形成哪几种 流型？如何控制切向流？ 3.分析桨式、推进式、涡轮式、锚式搅拌器的结构特点和 适用场合。 4.搅拌器可通过哪几种方式与搅拌轴连接？ 5.搅拌轴主要承受什么载荷？如何确定搅拌轴直径？ 6.机械密封有哪几个密封点？分别采用什么密封方式？ 7.平衡型和非平衡型密封结构有何不同？画简图说明。
轴头设计
23
24
25
26
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素 1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
27
搅拌轴的力学模型
28
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
4
5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
6
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
58
59
作业1
1.以机械搅拌反应器为例，说明搅拌反应器由哪几部分组 成，包括哪些构件。 2.搅拌器的功能是什么？中心顶插式搅拌器可形成哪几种 流型？如何控制切向流？ 3.分析桨式、推进式、涡轮式、锚式搅拌器的结构特点和 适用场合。 4.搅拌器可通过哪几种方式与搅拌轴连接？ 5.搅拌轴主要承受什么载荷？如何确定搅拌轴直径？ 6.机械密封有哪几个密封点？分别采用什么密封方式？ 7.平衡型和非平衡型密封结构有何不同？画简图说明。
搅拌器的型式-精品
全
封
介质易燃、易爆
闭
密
剧毒物料
封
贵重物料
高纯度物料
高真空操作
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
缺点
1、内轴承寿命短。 2、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。
传动装置
适用于单跨轴
适用于悬臂轴
搅拌反应器的机械设计内容
1、釜体的结构型式和尺寸的确定 包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。 2、材料的选择 根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。 3、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核） 如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。 4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。 5、绘图、编制技术文件 装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
机械密封的分类
按密封面的对 单 双数端 端分面 面机 机械 械表密 密 （8-封 封 14）
搅拌桨型式 ppt课件
55
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
缺点
1、内轴承寿命短。 2、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。
56
传动装置
57
58
适用于单跨轴
适用于悬臂轴
59
搅拌反应器的机械设计内容
1、釜体的结构型式和尺寸的确定 包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。 2、材料的选择 根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。 3、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核） 如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。 4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。 5、绘图、编制技术文件 装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。
62
作业2
某一带夹套的立式搅拌反应器，设备容积V=2.5 m3，操作容 积V0=2 m3，长径比（H/D）=1，工艺要求传热面积为7 m2， 搅拌功率为1.4KW，搅拌轴转速为50r/min。已知釜内压力为 0.2 Mpa，夹套内压力为0.3 Mpa，内筒壁厚10mm，内筒与 夹 套 采 用 相 同 材 料 ， [ σ]t=113Mpa，σs=235Mpa， G=8×104Mpa。
（1）耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑 动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐 磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 （2）硬度—由于动环形状复杂，容易变形，所以要 求动环的硬度比静环大。（表8-15） （3）耐腐蚀性
54
全
封
介质易燃、易爆
闭
密
剧毒物料
封
贵重物料
高纯度物料
高真空操作
hh3231?搅拌桨型式端面密封动静界面密封点径向密封端面比压动环和静环弹簧压紧装置密封圈机械密封的分类???双端面机械密封单端面机械密封按密封面的对数分?????11kk非平衡型平衡型的影响分按介质压力对端面比压???内装式机械密封外装式机械密封外分按密封元件置于釜体内表814外装式和装内式机械密封双端面机械密封双端面机械密封k1k1dd1dd1dd1平衡型机械密封
《均质搅拌机械》PPT课件
10
二 搅拌器的功率计算：
搅拌器所消耗的功率分为启动功和运转时克服摩擦阻 力消耗功率。
启动功率一般近似取其等于运转功率的2～3倍，
精选课件ppt
11
第二节 均质机
目的：破碎物料中的 小微粒，得到均匀混合物提高产 品质量。如牛奶加工使脂肪球破裂，促进人体对脂肪的消 化，提高乳的稳定性（不发生如油与脱脂奶的分层现象）， 果汁生产使小微粒破碎，减少沉淀等。
特点：构造简单，搅拌效果良好。 注意：当叶面与容器底面平行时，由于不 能使物料形成涡流，搅拌效果差；当叶 面与旋转方向垂直时，造成阻力又很大。 因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角，
精选课件ppt
5
㈡、框式搅拌器： 其与浆式的完全相似，其水平
浆叶用垂直的浆叶把它们彼此联成 一起，成为钢性的框子。这样的结 构比较坚固，而且在搅拌时能搅动 大量的物料。适用于高浓度的物料， 框的大小取容器直径的2/3~9/10倍。 浆叶式搅拌器的转速较慢，所产生 的液流除斜浆外主要为径向户切线速度。液体流离浆叶之 后，外趋近器壁，然后向上或向下折流。
液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向 混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。
浆式搅拌器的主要特征是： 1、混合效率较差； 2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。 3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料 要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）。
精选课件ppt
7
㈢、涡轮式搅拌器： 其结构与离心泵的叶轮相似（叶片多
精选课件ppt
1
第一节 搅拌器
一．搅拌的目的 强化传热、传质、强化化学反应，取得一种均匀混合
物。 二、搅拌方法
机械搅拌----利用搅拌器进行搅拌； 气流搅拌----利用压缩空气进行搅拌； 超声波搅拌—利用超声波的作用进行搅拌； 三．搅拌器的类型与构造： 根据浆叶构造的特征，可分成四类：平浆式搅拌器、 旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、特种搅拌器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式 （2）介质的密度 （3）介质的腐蚀性
2、反应过程的特性 间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶
或有固体沉淀物产生等。 3、搅拌效果和搅拌功率的要求
搅拌器的选用
生物反应物料的特性
生物反应都是在多相体系中进行 大多数生物颗粒对剪切力非常敏感 大多数微生物发酵需要氧气
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
混合流搅拌器
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器 高粘流体用搅拌器
桨式搅拌器
1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
机械密封的分类
按密封面的对 单 双 数端 端 分面 面机 机械 械表密 密 （8-封 封 14）
按密封元件置外 于分 内 外 釜装 装 体式 式 内机 机械 械密 密
按介质压力的 对影 端 响 非 平 面分 平 衡 比k衡 型 压 k1 )型 （ 1) （
外装式和装内式机械密封
双端面机械密封
要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴） 1.3 nc （柔性轴）
按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
max
M te WP
[ ]
M te 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d1.72([](M 1te4))13
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
Lo [ ]Lo Lo 总径向位移 [ ]Lo 轴封处的允许径向位移
搅拌轴直径的确定
（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。 （2）在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔 所引起的局部削弱，轴径应适当增大。 （3）轴径应圆整到标准公称轴径系列，如φ30、φ40、 φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1 K=1
平衡型机械密封：K=0.6~0.9 非平衡型机械密封：K=1.1~1.2
动环和静环的材料要求
（1）耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑 动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐 磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 （2）硬度—由于动环形状复杂，容易变形，所以 要求动环的硬度比静环大。（表8-15） （3）耐腐蚀性
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
PNPn3d5
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
轴头设计
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素
1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
搅拌轴的力学模型
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
G 58d4.3(61M nm4a)x[]
轴径
d4.92([]G M(1nm ax4))14
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI(14) L12(L1 )ms
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
填料
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
全
封
介质易燃、易爆
闭
密
剧毒物料
封
贵重物料
高纯度物料
高真空操作
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
缺点
1、内轴承寿命短ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。
传动装置
适用于单跨轴
适用于悬臂轴
搅拌反应器的机械设计内容
1、釜体的结构型式和尺寸的确定 包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。 2、材料的选择 根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。 3、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核） 如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。 4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。 5、绘图、编制技术文件 装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。
2、反应过程的特性 间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶
或有固体沉淀物产生等。 3、搅拌效果和搅拌功率的要求
搅拌器的选用
生物反应物料的特性
生物反应都是在多相体系中进行 大多数生物颗粒对剪切力非常敏感 大多数微生物发酵需要氧气
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
混合流搅拌器
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器 高粘流体用搅拌器
桨式搅拌器
1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
机械密封的分类
按密封面的对 单 双 数端 端 分面 面机 机械 械表密 密 （8-封 封 14）
按密封元件置外 于分 内 外 釜装 装 体式 式 内机 机械 械密 密
按介质压力的 对影 端 响 非 平 面分 平 衡 比k衡 型 压 k1 )型 （ 1) （
外装式和装内式机械密封
双端面机械密封
要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴） 1.3 nc （柔性轴）
按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
max
M te WP
[ ]
M te 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d1.72([](M 1te4))13
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
Lo [ ]Lo Lo 总径向位移 [ ]Lo 轴封处的允许径向位移
搅拌轴直径的确定
（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。 （2）在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔 所引起的局部削弱，轴径应适当增大。 （3）轴径应圆整到标准公称轴径系列，如φ30、φ40、 φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1 K=1
平衡型机械密封：K=0.6~0.9 非平衡型机械密封：K=1.1~1.2
动环和静环的材料要求
（1）耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑 动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐 磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 （2）硬度—由于动环形状复杂，容易变形，所以 要求动环的硬度比静环大。（表8-15） （3）耐腐蚀性
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
PNPn3d5
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
轴头设计
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素
1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
搅拌轴的力学模型
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
G 58d4.3(61M nm4a)x[]
轴径
d4.92([]G M(1nm ax4))14
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI(14) L12(L1 )ms
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
填料
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
全
封
介质易燃、易爆
闭
密
剧毒物料
封
贵重物料
高纯度物料
高真空操作
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
缺点
1、内轴承寿命短ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。
传动装置
适用于单跨轴
适用于悬臂轴
搅拌反应器的机械设计内容
1、釜体的结构型式和尺寸的确定 包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。 2、材料的选择 根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。 3、强度计算及校核（包括带夹套反应釜的稳定性校核） 如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。 4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。 5、绘图、编制技术文件 装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。