搅拌器的设计原则

搅拌器设计原则

如需设计一款搅拌器，要求暂设为以下数据：搅拌反应釜为开启式的，也就是说无压力自然环境下工作，为圆柱筒状，直径27cm,搅拌液体粘度很低，接近于水，液体深度有20cm；要求设计一款搅拌器桨叶，能够适合该种液体的搅拌。

分析，搅拌桨叶有很多种，大致有涡轮式、锚式、浆式、推进式、框式等如下：

1：有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为4～10,圆周速度为1.5～3m/s，所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°，因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单，常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。

桨式搅拌器(图一）

（图二）

2：由2～3片推进式螺旋桨叶构成(图2)，工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5～15m/s。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流，产生较大的循环量，适用于搅拌低粘度(＜2Pa·s)液体、乳浊液及固体微粒含量低于10％的悬浮液。搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内，此时液流的循环回路不对称，可增加湍动，防止液面凹陷。

旋桨式搅拌器（图三）

3：由在水平圆盘上安装2～4片平直的或弯曲的叶片所构成桨叶的外径、宽度与高度的比例，一般为20:5:4，圆周速度一般为3～8m/s。涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动，适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应过程。被搅拌液体的粘度一

般不超过25Pa·

涡轮式搅拌器（图四）

（图五）折叶圆盘涡轮式涡轮式搅拌器

图六）平直叶圆盘涡轮式90°平刃涡轮式搅拌器

45°平刃涡轮式搅拌器

（图七）折叶圆盘涡轮

涡轮叶片弯曲式搅拌器

（图八）投涡轮叶片式搅拌器

（图九）折叶开启涡轮式Curved blade turbine

（图十）弯叶开启涡轮式

船用螺旋桨

（图十一）推进式大叶片叶轮沥青

（图十二）

桨叶式

（图十三）

3段叶片叶轮

（图十四）门式桨叶

（图十五）门式混合

（图十六）螺旋带式桨叶

（图十七）螺带式

2.影响搅拌器功率的因素

1）搅拌器的几何参数与运转参数

2）搅拌槽的几何参数;

3）搅拌介质的物性参数。

3.从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率1）液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值(表9－2

2）按搅拌过程求搅拌功率

①、从液体容积值与液体粘度值连线，交于参考线Ⅰ；

②、由该点与液体比重连线，并交于参考线Ⅱ上某点；

③、将该点与某一搅拌过程连线，交于搅拌功率线，即可求得该过程的搅拌功率。

：有要求可知，涡轮式与浆式比较适合液体粘度低的反应釜，适应最高粘度为50Pa.S,而框式、锚式比较适合粘度大的反应釜，例如水泥搅拌，面点搅拌及蛋糕搅拌，我们选择涡轮式搅拌，如

下：

已知一反应釜直径D=27Cm,总高H=45Cm,反应釜底部呈锅底状，高5Cm.搅拌料为氧化铝粉浆，粘度小于50pa.s,我们选用（图四

涡轮垂直桨叶搅拌器）。

1、涡轮离地高度=反应罐直径÷10 即：27cm÷10=2.7cm

2:浆径罐径比为0.25～0.5之间常取0.3

则：总搅拌器桨叶直径：Di=1/3罐直径。取Di=1/3x27=9cm 3：若料位高度H>1.3D（罐径D=27cm)，则应设置多层搅拌器。

两搅拌器叶轮上下相隔不小于叶轮浆径Di

浆径（Di):浆长(L):浆宽（B)=20:5:4

圆盘直径di取浆径2/3 C为桨叶插入圆盘深度，起骨架作用。

Di:di:L:B:C=20:15:5:4:2

则：90：di:L:B:C=20:15:5:4:2 (单位毫米）

di=67.5mm L=22.5mm B=18mm C=9mm