搅拌桨作用与型式精品PPT课件
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机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)ppt课件
打漩——
物料粘度小，搅拌转速高，
液体随桨叶旋转，在离心
力作用下涌向内壁面并上
升，中心部分液面下降，
形成漩涡，称为打漩区。
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36
后果
随转速增加，漩涡中心下凹到与桨叶接触，外面空气进 入桨叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低。
一般在容器内壁面均匀安装4块挡板 宽度为容器直径的1/12～1/10。
当搅拌器置于导流筒之下，且容器直径又较大 时，导流筒的下端直径应缩小，使下部开口小 于搅拌器的直径。
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42
流动特性
搅拌器从电动机获得机械能，推动物料（流体）运动。 搅拌器对流体产生二种作用，剪切作用和循环作用。
剪切作用与液—液搅拌体系中液滴的细化、 固—液搅拌体系中固体粒子的破碎以及气—液 搅拌体系中气泡的细微化有关。
结构
组成——搅拌容器和搅拌机两大部。
由筒体、换热元件 及内构件组成
由搅拌器、搅拌轴及其密封 装置、传动装置等组成
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2
1—电动机； 2—减速机； 3—机架； 4—人孔； 5—密封装置； 6—进料口； 7—上封头； 8—筒体： 9—联轴器； 10—搅拌轴；
11—夹套； 12—载热介质出口； 13—挡板； 14—螺旋导流板； 15—轴向流搅拌器； 16—径向流搅拌器； 17—气体分布器； 18—下封头； 19—出料口； 20—载热介质进口； 21—气体进口
18
(a) 半圆管
图17-6 半圆管夹套二种结构
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19
图17-6 半圆管夹套二种结构
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20
b L3
L3 L2
L
t1
Hale Waihona Puke (a)螺旋形缠绕图17-7 半圆最管新编夹辑p套pt 的安装
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。
工业搅拌器PPT课件
05
工业搅拌器的选型与配 置
选型依据与原则
应用需求
根据生产工艺要求，选择适合的搅拌器类型 和规格。
设备性能
考虑搅拌器的功率、转速、搅拌容量等参数， 确保满足工艺需求。
操作便捷性
选择易于操作、维护和清洗的搅拌器，提高 生产效率。
可靠性
选择品质可靠、耐用、故障率低的搅拌器， 确保生产的稳定性和安全性。
02 03
减速器故障
减速器出现异常响声或过热现象，可能是由于齿轮磨损、轴承损坏等原 因造成的。应检查减速器的齿轮和轴承是否正常工作，如有需要应及时 更换相应的部件。
搅拌桨故障
搅拌桨无法旋转或旋转不平稳，可能是由于轴承损坏、搅拌桨被卡住等 原因造成的。应检查轴承和搅拌桨是否正常工作，如有需要应及时更换 相应的部件或清理搅拌桨周围的杂物。
通过模块化设计，实现工业搅拌器的快速组装和 维修，降低生产成本，提高生产效率。
绿色环保与可持续发展
01
02
03
节能减排
工业搅拌器将更加注重节 能减排技术的研发和应用， 降低能耗和减少排放，符 合绿色环保要求。
资源回收利用
加大对工业搅拌器中废旧 部件的回收和再利用力度， 降低资源消耗，实现可持 续发展。
03
工业搅拌器的性能参数
功率与效率
功率
工业搅拌器的功率决定了其搅拌能力，功率越大，搅拌能力 越强。选择合适的功率可以满足不同的生产需求，避免浪费 。
效率
工业搅拌器的效率是指完成特定任务所需的时间和能耗。高 效率的工业搅拌器可以降低生产成本，提高生产效益。
搅拌速度与混合时间
搅拌速度
搅拌速度决定了物料在工业搅拌器中的运动速度和混合程度。适当的搅拌速度 可以提高混合效果，缩短混合时间。
《搅拌设备》课件
空载试运行
在无负载情况下进行空载试运 行，检查设备运行是否平稳， 无异常声响和振动。
检查紧固件
对所有紧固件进行检查，确保 无松动现象。
电气系统测试
检查电气系统是否正常，测试 电机和控制系统的功能是否正 常。
负载试运行
在加入负载的情况下进行试运 行，进一步检查设备的性能和 稳定性。
05 搅拌设Leabharlann 的维护与保养节，提高设备的自动化程度和生产效率。
搅拌设备的技术创新与改进
总结词
技术创新与改进是推动搅拌设备发展的关键因素，涉 及多个方面的技术突破和应用。
详细描述
技术创新与改进主要表现在以下几个方面：一是混合技 术的改进，通过优化混合原理和混合工艺，提高混合质 量和效率；二是驱动技术的改进，采用更高效、可靠的 驱动方式，提高设备的稳定性和可靠性；三是密封技术 的改进，通过改进密封结构和材料，提高设备的密封性 能和可靠性；四是智能化技术的引入，通过引入传感器 、控制器和计算机技术等，实现设备的智能化控制和监 测。
《搅拌设备》课件
contents
目录
• 搅拌设备概述 • 搅拌设备的结构与工作原理 • 搅拌设备的选型与设计 • 搅拌设备的安装与调试 • 搅拌设备的维护与保养 • 搅拌设备的发展趋势与展望
01 搅拌设备概述
定义与分类
定义
搅拌设备是一种用于混合、分散 、溶解、悬浮等过程的机械设备 ，广泛应用于化工、制药、食品 、环保等领域。
搅拌设备的发展趋势与展望
总结词
未来搅拌设备的发展将更加注重环保、节能和智能化 ，以满足可持续发展的需求。
详细描述
未来搅拌设备的发展趋势包括以下几个方面：一是更加 注重环保和节能，通过采用新型材料、优化设计和智能 控制等技术手段，降低设备的能耗和排放，提高设备的 环保性能；二是智能化水平的提升，通过引入物联网、 大数据和人工智能等技术，实现设备的远程监控、故障 诊断和预测性维护，提高设备的智能化水平；三是定制 化需求的满足，针对不同行业和不同工艺的需求，开发 定制化的搅拌设备，满足客户的个性化需求。
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
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)课件
02 机械搅拌反应器的设计
设计原则
满足工艺要求
根据生产工艺要求，确定搅拌 反应器的规格、材质和结构形
式。
优化操作性能
提高搅拌效果，降低能耗，保 证物料混合均匀，提高生产效 率。
考虑安全因素
确保设备安全可靠，防止泄漏 、超压等事故发生。
便于维修保养
设计应便于设备的维修、清洗 和更换部件。
结构设计
工作原理
通过搅拌桨在反应釜内快速旋转，使 物料在釜内受到强烈的搅拌和混合作 用，从而加速化学反应的进行。
类型与特点
类型
根据搅拌桨的结构和形状，机械搅拌反应器可分为多种类型，如锚式、推进式 、涡轮式等。
特点
机械搅拌反应器具有结构简单、操作方便、适应性强等优点，适用于各种不同 的化学反应和工艺过程。
应用领域
密封装置的选择与设计
根据工艺要求选择合适的密封 形式（如填料密封、机械密封
等）。
根据密封形式选择合适的密封 材料，以确保密封可靠、耐腐
蚀和寿命长。
足工艺要 求和安全性能。
对密封装置进行强度和动力学 分析，以确保其能够满足工艺 要求和安全性能。
03 机械搅拌反应器的操作与 维护
案例二：某制药企业的搅拌釜式反应器
总结词
高安全性、高可靠性
详细描述
该制药企业采用机械搅拌反应器进行药物合成和生物发酵过程。由于制药行业的 特殊性，该反应器设计注重安全性和可靠性，采用先进的控制系统和材料，确保 生产过程的安全和稳定。
案例三：某科研机构的搅拌釜式反应器
总结词
高精度、高灵敏度
详细描述
维护与保养
01
定期检查
定期对机械搅拌反应器的电机、 减速机、搅拌桨等关键部件进行
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）
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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
搅拌器(课件)
16
3．涡轮式搅拌器
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。
图9-5 涡轮式搅拌器 17
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。
31
二、轴封
机械搅拌反应器 轴封主要有两种
轴的密封装置
填料密封 机械密封
目的：
避免介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外部 杂质渗入搅拌容器内。
32
1、填料密封
特点： 结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、 密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。
填料密封的结构及工作原理 组成： 底环、本体、油环、填料、螺柱、压盖及油杯等。
26
物料特性对罐体长径比的要求
表9—3 几种搅拌罐的长径比
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
27
2、搅拌罐装料量
装料系数
Vg V
初步计算筒体内径
Di
3
4Vg
7
三、选型
搅拌目的 搅拌器选型 物料粘度
搅拌容器容积的大小
选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗低、 操作费用省，以及制造、维护和检修方便等因素。
8
表9-1 搅拌器型式适用条件表
搅拌器型式
涡轮式 桨式 推进式
流动状态
搅拌目的
搅拌器(课件)
24
第四节 搅拌罐结构设计 罐体的尺寸确定 一、罐体的尺寸确定 1、罐体长径比 、
罐体长径比对搅拌功率的影响 需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。 需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。 罐体长径比对传热的影响 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热； 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热；并且 此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大， 此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大，有利于 传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑， 传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑，一般希望长径 比大一些。 比大一些。
11
桨式搅拌器的转速一般为20～ 桨式搅拌器的转速一般为 ～100r/min ， 最高粘度为20Pas 。 最高粘度为
缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。 的气—液分散操作中。
12
2. 推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器） 推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。 常用于低粘流体中。
23
①从液体容积值与液体粘度值连线，交于参考线Ⅰ； 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， 比重连线，并交 于参考线Ⅱ 于参考线Ⅱ上某 点； ③将该点与某一 搅拌过程连线， 搅拌过程连线， 交于搅拌功率线， 交于搅拌功率线， 即可求得该过程 的搅拌功率
图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图
32
工作原理 在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间 在压盖压力作用下， 的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。 的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。
填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的 填料中含有润滑剂， 同时，形成一层极薄的液膜， 同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到 润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体 润滑， 的渗入，达到密封的目的。 的渗入，达到密封的目的。
第四节 搅拌罐结构设计 罐体的尺寸确定 一、罐体的尺寸确定 1、罐体长径比 、
罐体长径比对搅拌功率的影响 需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。 需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。 罐体长径比对传热的影响 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热； 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热；并且 此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大， 此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大，有利于 传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑， 传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑，一般希望长径 比大一些。 比大一些。
11
桨式搅拌器的转速一般为20～ 桨式搅拌器的转速一般为 ～100r/min ， 最高粘度为20Pas 。 最高粘度为
缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。 的气—液分散操作中。
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2. 推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器） 推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。 常用于低粘流体中。
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①从液体容积值与液体粘度值连线，交于参考线Ⅰ； 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， 比重连线，并交 于参考线Ⅱ 于参考线Ⅱ上某 点； ③将该点与某一 搅拌过程连线， 搅拌过程连线， 交于搅拌功率线， 交于搅拌功率线， 即可求得该过程 的搅拌功率
图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图
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工作原理 在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间 在压盖压力作用下， 的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。 的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力。
填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的 填料中含有润滑剂， 同时，形成一层极薄的液膜， 同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到 润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体 润滑， 的渗入，达到密封的目的。 的渗入，达到密封的目的。
搅拌装置(共8张PPT)
第8页，共8页。
涡轮式搅拌器
态 混合流搅拌器
结构 螺旋面叶
第3页，共8页。
搅拌器分类、图谱与典型搅拌器特性
低粘流体用流搅拌器（推进式、长薄叶螺旋桨、桨式、开启涡轮式、圆 盘涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、MIG和改进MIG式等） 按 用 途 高粘流体用流搅拌器（锚式、框式、锯齿圆盘式、螺旋桨式、螺带式、 螺旋-螺带式等）
搅拌器作用
知识点二 搅拌装置
搅拌器是反应釜的关键部件，通过搅拌可使物料充分混合、加快 反应速率、强化传质传热效果、促进化学反应的实现。由于操作条件 各不相同，介质情况千差万别，搅拌器的结构型式多种多样。为确保 搅拌器生产质量，降低制造成本，增加零部件互换性，搅拌器已标准
化，可查阅《HG/T 3796.1-2005 搅拌器型式及基本参数》。
搅拌器的形式很多，按结构来分有桨式、推进式、涡轮
粘其度功在 能当1是0提～搅供10拌过0P程a器所·s时需输，要入的能流量体和适的宜的能流量动状主态要。 用于流体的循环流动时，称为循环型叶轮，如
切向流框（无式挡、板的螺容器带内式，流、体锚绕轴式作旋、转桨运动式，、流速推高时进液式体表；面当会形用成于旋涡对，流此体时流的体剪从浆切叶作周围用周时向，卷吸称至为桨叶剪区切的流式量很小，混合效 果 径很向差流叶。 （流轮体，流动如的径方向向垂涡直轮于搅式拌、轴，锯沿齿径圆向流盘动式，碰等到。容器壁面分成两股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片，形成上、
第1页，共8页。
搅拌器与流动特征
搅拌器又称搅拌桨和搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键部件。其功 能是提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。搅拌器把机械能传递 给流体，在搅拌器附近形成高湍流的充分混合区。这种循环流动的途 径称为流型。
《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。
化工原理 第4章 搅拌 PPT
➢ 要功率消耗小，搅拌效果好，就应根据工艺要求正确地配置好搅拌装置，合 理地分配功率消耗。
➢ 功率相等条件下，大直径、低转速叶轮更多的功率消耗于总体流动。小直径、 高转速的叶轮更多功率消耗于湍动。
自强不息 知行合一
4.3.2 功率关联式及功率曲线
由于搅拌槽内液体的运动状况很复杂，影响功率 的因素很多。不能由理论分析法，常利用因次分 析方法，通过实验关联。
4.4 切向流
搅拌槽内流体流动型态
----层流、湍流
流动型态判定参数：搅拌雷诺数
D 2n
Re
nD--桨叶的叶端速度
式中：
D---搅叶轮直径，m； 、----物料密度kg/m3、黏度kg/ms；
n---搅拌桨转速，1/s。
例如：标准六直叶涡轮桨
Re＜10 层流 Re＞104 湍流 10＜Re＜104 过渡流
涡轮式：转速高，叶片宽，与螺旋浆式比较流量小、压头高。 平叶片浆式：叶片较长、转速较慢，产生的压头较低。可用于较高 粘度液体的搅拌。 锚式和框式：旋转半径更大 (仅略小于反应槽的内径)，搅动范围很 大，转 速更低，产生的压头更小，适用于较高粘度液体的搅拌，也 常用来防止器壁产生沉积现象。
4.3 径向流
在湍流区域 (Re>103) ：
NQ'
NQ 10.1
6 D2 d
1
泵出流量准数 NQ=Q/nd3 循环流量准数 NQ’=Q’/nd3
湍流区：NQ 与 Re 无关，为一常数
叶轮对单位重量液体所作的功即压头 H。 H 与速度 u 的平方成正比，而 u nd，故
Q nd3 Hn2d2
自强不息 知行合一
搅 拌 桨--- 核心部件 驱动装置---通常由交流电机、齿轮减速机或
➢ 功率相等条件下，大直径、低转速叶轮更多的功率消耗于总体流动。小直径、 高转速的叶轮更多功率消耗于湍动。
自强不息 知行合一
4.3.2 功率关联式及功率曲线
由于搅拌槽内液体的运动状况很复杂，影响功率 的因素很多。不能由理论分析法，常利用因次分 析方法，通过实验关联。
4.4 切向流
搅拌槽内流体流动型态
----层流、湍流
流动型态判定参数：搅拌雷诺数
D 2n
Re
nD--桨叶的叶端速度
式中：
D---搅叶轮直径，m； 、----物料密度kg/m3、黏度kg/ms；
n---搅拌桨转速，1/s。
例如：标准六直叶涡轮桨
Re＜10 层流 Re＞104 湍流 10＜Re＜104 过渡流
涡轮式：转速高，叶片宽，与螺旋浆式比较流量小、压头高。 平叶片浆式：叶片较长、转速较慢，产生的压头较低。可用于较高 粘度液体的搅拌。 锚式和框式：旋转半径更大 (仅略小于反应槽的内径)，搅动范围很 大，转 速更低，产生的压头更小，适用于较高粘度液体的搅拌，也 常用来防止器壁产生沉积现象。
4.3 径向流
在湍流区域 (Re>103) ：
NQ'
NQ 10.1
6 D2 d
1
泵出流量准数 NQ=Q/nd3 循环流量准数 NQ’=Q’/nd3
湍流区：NQ 与 Re 无关，为一常数
叶轮对单位重量液体所作的功即压头 H。 H 与速度 u 的平方成正比，而 u nd，故
Q nd3 Hn2d2
自强不息 知行合一
搅 拌 桨--- 核心部件 驱动装置---通常由交流电机、齿轮减速机或
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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
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：
NP
P
n3d 5
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。
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
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
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
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。
M te
M
2 n
M
2
轴径
d
1.72(
[
M te
](1
4
)
)
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。
全封闭密封
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。 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。
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI (1 4 ) L12 (L1 )ms
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 te 当量扭矩
（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。
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）
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
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=0.6~0.9 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
K (Re )r (Fr )q
f (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱd , B , h ,....) DDD
P N P n3d 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
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
583.6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
]G(1
4
)
)
1 4
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
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）
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
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：
NP
P
n3d 5
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。
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
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
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
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。
M te
M
2 n
M
2
轴径
d
1.72(
[
M te
](1
4
)
)
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。
全封闭密封
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。 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。
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI (1 4 ) L12 (L1 )ms
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 te 当量扭矩
（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。
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）
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
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=0.6~0.9 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
K (Re )r (Fr )q
f (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱd , B , h ,....) DDD
P N P n3d 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
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
583.6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
]G(1
4
)
)
1 4
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
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）