搅拌桨型式-精品.ppt
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搅拌桨课件
中央进入式搅 拌桨采用挡板； 挡板数为4～6块， 宽度D槽内径1/12。
罐顶侧入式搅 拌桨在另一侧 应安装一块宽度 D槽内径1/10挡板。
介质混合黏度0.1Pa· s＜µm≤20Pa· s
①D桨叶/D槽内径：1/3～1/5； ②H液高/ D槽内径超过1.0时，应考虑采用2个搅拌器； ③叶轮中心线距槽底距离为D槽内径1/3； ④应采用挡板，并符合全挡板条件。
桨式搅拌器的桨叶有平直叶 和折叶两种形式；叶数2叶。 桨叶与水平所成角度： 折叶θ=45°或60°； 桨叶宽度与桨叶直径比为: 0.1 ～ 0.25。 桨叶直径与搅拌槽内径比： 0.35 ～ 0.8,一般取0.5。 是一种慢速型、径流式搅拌器， 最高转速一般为100r/min左右。
框式与锚式搅拌器相比，在 锚式上部增加了一横叶，增 大了搅拌范围。 桨叶宽度与搅拌器直径比为: 0.1 ～ 0.095。 桨叶直径与搅拌槽内径比： 0.9 ～ 0.98。 两种搅拌器最高转速不超过 100r/min，一般应在80r/min 以内。
推进式搅拌器一般 为3叶，也可为2叶 或4叶；叶片直径 与搅拌槽内径之比 为0.2～0.5， 常取0.33，螺距与 叶片直径的比值为 1～2。转速一般应在 100～500r/min范围内。
开启式涡轮搅拌器的桨叶有 平直叶、后弯叶、折叶三 种形式；叶数一般为4叶和 6叶。桨叶与水平所成角度： 平直叶θ=90° ； 折叶θ=45°或60°； 弯叶的后弯角： α=30°，50°，60°，80° 桨叶宽度与桨叶直径比为: 1/3～1/8。 桨叶直径与搅拌槽内径比： ½ ～1/5,一般取1/3。 转速可达300r/min。
气体从搅拌器下方通入应在搅 拌器下方设置环形气体分布器， 其中心直径为槽直径的1/4。 若分布管小孔极易堵塞， 可采用通气管直接将气体 通入叶轮下部中央。
搅拌桨作用与型式
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。
21搅拌轴的结构设计计算搅拌轴的直径22加工直线度的要求耐腐蚀要求足够的强度刚度和韧性优良的切削加工性能23轴颈设计轴身设计轴头设计搅拌轴的结构设计搅拌轴的结构设计27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直径计算28搅拌轴的力学模型29按扭转变形计算搅拌轴的直径30按临界转速校核搅拌轴的直径临界转速要求刚性轴13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
按介质压力对端面比压的影响分非平平衡衡型型（（k k1) 1)
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.ห้องสมุดไป่ตู้~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
（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。
搅拌桨型式讲述
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 4 d 4.92( ) [ ]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
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。
（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
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算
植物纤维 非金属填料动物纤维 填料 矿物纤维 人造纤维 等） 金属填料（钢、铅、铜
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：
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
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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
搅拌桨型式
作业1 作业
1.以机械搅拌反应器为例， 1.以机械搅拌反应器为例，说明搅拌反应器由哪几部分组 以机械搅拌反应器为例 包括哪些构件。 成，包括哪些构件。 2.搅拌器的功能是什么？ 2.搅拌器的功能是什么？中心顶插式搅拌器可形成哪几种 搅拌器的功能是什么 流型？如何控制切向流？ 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 3.分析桨式、推进式、涡轮式、 分析桨式 适用场合。 适用场合。 4.搅拌器可通过哪几种方式与搅拌轴连接？ 4.搅拌器可通过哪几种方式与搅拌轴连接？ 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？ 5.搅拌轴主要承受什么载荷？如何确定搅拌轴直径？ 搅拌轴主要承受什么载荷 6.机械密封有哪几个密封点？分别采用什么密封方式？ 6.机械密封有哪几个密封点？分别采用什么密封方式？ 机械密封有哪几个密封点 7.平衡型和非平衡型密封结构有何不同？画简图说明。 7.平衡型和非平衡型密封结构有何不同？画简图说明。 平衡型和非平衡型密封结构有何不同
全 封 闭 密 封
介质易燃、 介质易燃、易爆 剧毒物料 贵重物料 高纯度物料 高真空操作
优点 1、功耗小、效率高。 、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 、电机过载保护。 3、可承受较高压力。 、可承受较高压力。 缺点 1、内轴承寿命短。 、内轴承寿命短。 2、涡流、磁滞等损耗。 、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。 、使用温度的限制。
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 混合流搅拌器
平叶 按搅拌器叶片结构 折叶 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， 、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。 不能用于气液分散操作。 2、折叶式比平直叶式功耗少，操 、折叶式比平直叶式功耗少， 作费用低，故折叶桨使用较多。 作费用低，故折叶桨使用较多。
搅拌桨型式
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。
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42
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
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
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搅拌轴的力学模型
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28
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
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29
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
类型
填料密封 机械密封
编辑ppt
39
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
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40
填料
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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。
螺带式搅拌器
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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
（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。
搅拌桨型式
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。 （ 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。
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
单端面机械密封 表（8-14） 按密封面的对数分 双端面机械密封
外装式机械密封 按密封元件置于釜体内 外分 内装式机械密封
平衡型（k 1) 按介质压力对端面比压 的影响分 非平衡型（k 1)
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
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。
《搅拌桨型式》课件
03
尺寸
根据搅拌槽的大小和容量 ，以及液体的体积和黏度 ，选择合适长度的搅拌桨 。
转速
转速的选择直接影响搅拌 效果和能耗，应根据实际 需求进行合理设置。
匹配性
确保搅拌桨的尺寸和转速 与搅拌机功率相匹配，避 免因不匹配造成的机械故 障或能耗浪费。
04
搅拌桨的应用场景
化工行业
化工行业是搅拌桨应用最广泛的领域之一，主要用于各种化学反应过程中的混合、 搅拌、溶解、悬浮等操作。
资源回收与再利用
实现搅拌桨的回收、再利用和循环 利用，降低废弃物产生，促进可持 续发展。
THANK YOU
感谢各位观看
详细描述
框式搅拌桨通常由一个或多个垂直的叶片组成，叶片的形状类似于矩形或梯形。通过叶片的旋转，框 式搅拌桨能够在罐内产生较大的混合力，使液体和固体在罐内快速混合，从而达到均匀悬浮的目的。
螺带式搅拌桨
总结词
适用于需要高效率混合和固体分散的场合，具有较高的混合效果。
详细描述
螺带式搅拌桨通常由一个或多个弯曲的叶片组成，叶片的形状类似于螺带。通过叶片的旋转，螺带式搅拌桨能够 在罐内形成螺带状的流动，使液体和固体在罐内快速分散和混合，从而达到高效率混合的目的。
借助远程监控和故障诊断技术，实现 对搅拌桨的远程管理、维护和预警， 降低运维成本。
传感器与监测系统
集成多种传感器和监测系统，实时监 测搅拌桨的工作状态和性能参数，为 智能控制提供数据支持。
节能环保
高效节能设计
优化搅拌桨的结构和设计，降低 能耗和资源消耗，提高能源利用
效率。
环保材料
选用环保、低毒、无害的材料，减 少对环境的污染和破坏。
其他行业
除了化工、制药和食品行业，搅拌桨还广泛应用于石油、环 保、新能源等行业。
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
○
○
○
搅拌桨形式
斜叶桨式此类搅拌器可制成30°、45°、或60°倾角，有轴向和径向分流，流型比平直叶桨式复杂，排出性能比平直叶桨高，综合效果更好，因此使用频率比平直叶桨式高。
复合折叶桨式这是一种轴向流叶轮，它在主叶片上再增加了一个辅助叶片，该辅叶片有消除主叶片后方发生的流动剥离现象，使搅拌功率减少：同时在叶端能产生交叉的垂直分流，提高了搅拌效果，适用于中、低粘度的混合、固液悬浮、传热等液相反应过程。
双折叶桨式多段逆流型搅拌器，在运行时，可促进液体形成较大的轴向循环，可比传统的折叶搅拌器减少30%的混合时间。
特别适用于过渡流型下的混合、固液悬浮、溶解、传热等液相反应过程。
椭圆叶桨式本类搅拌器是直叶桨式的一种变型，桨底旋转面接近容器的椭圆面，兼起刮板的作用，多为低速运行，可在过渡流或层流区操作。
六直叶开启涡轮桨本类搅拌器流型为径向流，在有挡板时可自桨叶为界形成上下两个循环流，具有高剪切力和较大的循环能力，其中直叶开启涡轮式剪切力最大，弯叶开启涡轮式剪切力最小，斜叶开启涡轮居中。
所以直叶开启涡更适合分散操作过程。
弯叶排出性能好，桨叶不易磨损，更适合于固液悬浮。
对于固体溶解也很适合。
四斜叶开启涡轮本类搅拌器技术性能同六叶开启涡轮式对应，相同运行条件下，功率消耗、搅拌能力都次于六叶搅拌器。
在相对精度高, 运转速度大的条件下比六叶更优、搅拌器重量更轻。
多叶开启涡轮桨轴流型搅拌器，有较好对流循环能力，并有一定的湍流扩散能力，比较适合应用于混合分散、微粒结晶、反应、溶解、固液悬浮、传热等操作。
通常用于低速分散搅拌物料。
六后弯叶开启涡轮桨本类搅拌器流型为径向流，在有挡板时可自桨叶为界形成上下两个循环流，剪切力和循环能力较直叶型性能稍差。
弯叶开启涡轮式剪切力较小，桨叶不易磨损，适合于固液悬浮。
对于固体溶解也很适合。
直叶圆盘涡轮桨本类搅拌器较之开启涡轮式搅拌器，基本流型相同，同样具有高剪切能力和较大的循环能力，区别在于多一圆盘，下面可以存一些气体，使气体分散更平稳，所以在气体分散吸收过程中，较为合适。
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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 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,....)
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
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
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
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。
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
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
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。
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。
（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。
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）