第1组--搅拌器选择分析解析
搅拌器在化工单元设备中的选用
搅拌器在化工单元设备中的选用作者：王雪云摘要：通过对搅拌目的、搅拌机理及搅拌器的类型的介绍，分析在化工工艺设计中应如何选用搅拌器，以达到工艺要求。
关键词: 搅拌器1 目的和机理要合理的选用搅拌器，首先要了解搅拌目的和搅拌的混合机理。
在化工生产中，经常有以下几种情况要进行搅拌。
1. 1 均相液体混合把互溶液体混合。
通过搅拌尽可能达到分子规模均匀程度。
如混酸配制、石油产品混合等。
1. 2 非均相液体混合把互不相溶的两种液体混合起来，使其中的一相以微小液滴状均匀分散到另一相液体中去。
比如在精细化工制药和食品工业中常会碰到乳化过程，通过搅拌，使第一液相以极小的液滴形式分散于第二液相，形成稳定的混合物。
又如溶剂萃取过程中，为了增大液液两相间的界面，实现相间传质，可通过搅拌来完成。
1. 3 固液混合让固体颗粒在液体中悬浮。
如在以固体作为催化剂的液相反应中，用搅拌器可以防止固体沉降，提供反应所需的固液传质环境。
1. 4 气液混合在氧化、加氢和生物发酵等工业操作中，搅拌时，把大气泡打碎成微小气泡并使之均匀分散到整个液相中，以增大气液接触面。
1. 5 强化液体与器壁的传热为了强化流体与器壁之间的传热，在器壁处的流体应有足够的流速，使介质和器壁面有一个较大的传热系数，通过搅拌可达此目的。
以上几种情况是化工生产中常见的。
在实际的搅拌操作过程中，常常同时要达到好几种目的。
搅拌之所以能达到以上几种目的是因为物料在搅拌作用下相互掺合，形成具有某种均匀程度混合的缘故。
搅拌器旋转，推动液体高速流动，同时又带动周围液体，使全部液体在釜内循环流动，形成宏观上的总体流动。
搅拌器有两大功能：!使液体产生强大的总体流动，以保证装置内不存在静止区，达到宏观均匀；"产生强大的湍动，使液体微团尺寸减小。
湍流的强弱在搅拌器的选用过程中是较为重要的一个环节。
因为总体流动中高速旋转的旋涡与液体微团之间会产生很大的相对运动和剪切力，搅拌器选用得当，搅拌效果越好时，液团分割得就越细小，使得混合的组分之间接触面不断增大，分子扩散速率增加，混合物的分离强度下降，也即混合效果越好。
搅拌器设计选型
搅拌器设计选型搅拌器设计选型绪论搅拌作为一种工业生产中常见的操作，可以实现物质的混合、传热和传质等效果。
从化学工业到食品、纤维、造纸、石油和水处理等领域，搅拌操作都被广泛应用。
搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌两种。
相比于气流搅拌，机械搅拌更适用于高粘度液体的搅拌，但气流搅拌在处理腐蚀性液体、高温高压条件下的反应液体时更为便利。
搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。
第一章搅拌装置第一节搅拌装置的使用范围及作用搅拌设备在工业生产中应用广泛，尤其是在化学工业中。
搅拌设备作为反应器的应用率高达99%。
搅拌设备的应用范围广泛，因为其操作条件可控范围广，能够适应多样化的生产。
搅拌设备的作用主要包括：使物料混合均匀、使气体在液相中分散、使固体粒子均匀悬浮、使不相溶的液相均匀悬浮或充分乳化、强化相间的传质和传热等。
搅拌设备在石油化工生产中被广泛应用，例如物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。
制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程都需要各种型式的搅拌设备。
第二节搅拌物料的种类及特性搅拌物料的种类主要是指流体，可以分为牛顿型和非牛顿型。
非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。
在搅拌设备中，搅拌器的作用可以使流体运动。
第三节搅拌装置的安装形式搅拌设备可以按工艺用途、搅拌器结构形式或搅拌装置的安装形式进行分类。
下面仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。
文章中没有明显的格式错误和问题段落。
一、在立式中心安装搅拌装置，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，电机功率一般认为3.7kW以下为小型，5.5~22kW为中型。
本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。
二、将搅拌装置偏心安装在立式上，可以防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，增加液层间的湍动，提高搅拌效果。
但偏心搅拌容易引起振动，一般适用于小型设备。
三、对于简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可采用倾斜式搅拌，将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘，搅拌轴封斜插入筒体内。
推流搅拌器选型分析及技术改进
推流搅拌器选型分析及技术改进推流搅拌器是当前污水处理工程中常用的辅助设备。
随着对污水处理要求的不断提高以及产品的快速发展，推流搅拌器的应用越来越广泛，涉及到石油、化工、造纸、印染、农药、食品、制革等多个行业，尤其在城市污水处理中发挥重要作用。
以下将对具体内容进行分析。
1推流搅拌器的选型分析1.1减速机减速机作为推流搅拌器中的关键部件，由于处于特殊的作业环境中，因此发挥重要作用。
同时也为减速机的选型提出较多要求，如能耗低、效率高、结构紧凑、震动小、重量轻等。
由于减速机的结构对推流搅拌器的尺寸产生直接影响，因此推流搅拌器的轴向尺寸越小，则设备的中心将越靠近轴向力的支撑点。
那么在设备运行过程中，就会减少摆动，降低振动率。
零件的重量轻，震动小，则便于搬运与维护，且具备良好的润滑性能，更利于延长工作效率与使用寿命。
1.2设备基座应用推流搅拌器，其基座可确保整个设备的正常运行，是重要的辅助部件。
通过对现场设备故障的分析，很多零件存在不牢固缺陷，在进行空负荷试车过程中，形成较大的振动与摇摆，进而造成设备运行时的受力不均，甚至引起主机联结螺栓松动，对设备的轴承与齿轮破坏、密封破坏等产生影响。
一般情况下，在安装设备时，牢固设备是最基本的要求，但是由于推流搅拌器的工况特殊，一方面需要确保设备的稳定运行，另一方面需保证设备带水起吊，并发挥安装复位功能。
但是二者之间存在矛盾，既需要牢固，又需要吊起和复位。
这样，就给设备基座的应用提出了更高要求，在支撑设备过程中，应注意减震、防松及夹紧，在设备维护过程中，则确保起吊的便捷性。
虽然基座具有重要作用，但是设备生产厂家主要集中于改进设备的主体结构，因此设备故障仍然无法避免。
当前，市场常用的推流搅拌器主要为单管托架式、单点支撑式、悬臂坐凳式以及平板托架式等。
最近投放市场使用的床式V型坠吸振耦合基座，由于具有特殊结构，因此可以支持推流搅拌器的自动楔紧以及自然加固，实现自动就位、自动对中以及自动固定。
反应釜搅拌器选型指南
搅拌器的选型搅拌器是反应釜的重要组成部分，是一种广泛应用的操作单元，它的复杂性在于它的原理要涉及流体力学、传热、传质和化学反应等多种过程。
一、搅拌器在化工生产中的用途化工生产的各种工艺过程涉及到各种不同特性的物料，各种不同的搅拌目的，所选的搅拌器不同，工艺过程种类多，搅拌的用途也多。
1、液体的互溶两种或多种液体的互溶、混合，但是均相液体的搅拌又应区分均相液体混合物中是否发生化学反应，对于没有化学反应的情况，通常称为互溶液体的调和或调匀。
对于两种或数种互溶液体间存在化学反应的情形，为了加速反应或使反应完全，也应进行搅拌。
2、互不相容液体的分散这种操作目的是互不相溶的液体相互接触，相互充分分散，以有利于传质或换学反应，或制备悬浊液和乳化液。
搅拌的作用是使液滴细化，增大相对接触面积。
3、气液相的接触这种搅拌使气体成为细微气泡，在液相中均匀分散，形成稳定的分散质，或增强液体吸收气体，或加快气液相发展化学反应等。
4、固液相的分散顾叶祥的搅拌用途较广，有时是制备均匀悬浮液，有时是固体的溶解，有时是固液相间发生化学反应，有时是固相在液体中洗涤，有时是从饱和液体中析出晶体等。
5、加强传热有些液体反应的时候需要加热或者冷却，通过搅拌提高液体的传热速度或者使液体的温度更均匀。
二、搅拌器的形式搅拌过程对搅拌器的要求各有不同，搅拌过程的情况千差万别，使搅拌器的形式也多种多样，下面是几种常用的搅拌器：1、推进式搅拌器推进式搅拌器常用整体铸造，加工方便，结构类似于轮船的螺旋推进器，常有三片桨叶组成。
推进式搅拌器直径取反应釜内经的1/4～1/3，切向线速度可达5～15m/s，转速为300～600rpm，最高转速可达1750rpm。
一般说小直径取高转速，大直径取低转速。
搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起的作用以容积循环为主，剪切作用小，上下翻腾效果好，但采用挡板或者导流筒则轴向循环更强。
2、桨式搅拌器桨式搅拌器是一种结构和加工都非常简单的搅拌器，共两片桨叶，桨叶安装形式可分为平直叶和折叶两种，平直叶就是叶面与旋转方向互相垂直，折叶则是叶面与旋转方向呈一定的倾斜角度。
搅拌器选型步骤分析介绍
搅拌器科技名词定义中文名称：搅拌器英文名称：stirrer定义：使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。
所属学科：机械工程（一级学科）；实验室仪器和装置（二级学科）；气候环境试验设备-气候环境试验设备零部件及附件（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片搅拌器使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。
搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。
一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流动有利。
对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。
小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。
搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题，至今只能通过逐级经验放大，根据取得的放大判据，外推至工业规模。
目录搅拌功率标记示例搅拌器的选型不同介质黏度的搅拌粘度系指流体对流动的阻抗能力，其定义为：液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm2平面上所需剪应力的大小，称为动力粘度，以Pa?s为单位。
粘度是流体的一种属性。
流体在管路中流动时，有层流、过渡流、湍流三种状态，搅拌设备中同样也存在这三种流动状态，而决定这些状态的主要参数之一就是流体的粘度。
在搅拌过程中，一般认为粘度小于5Pa?s的为低粘度流体，例如：水、蓖麻油、饴糖、果酱、蜂蜜、润滑油重油、低粘乳液等；5-50Pa?s的为中粘度流体，例如：油墨、牙膏等；50-500Pa?s的为高粘度流体，例如口香糖、增塑溶胶、固体燃料等；大于500Pa?s的为特高粘流体例如：橡胶混合物、塑料熔体、有机硅等。
对于低粘度介质，用小直径的高转速的搅拌器就能带动周围的流体循环，并至远处。
而高粘度介质的流体则不然，需直接用搅拌器来推动。
适用于低粘和中粘流体的叶轮有桨式、开启涡轮式、推进式、长薄叶螺旋桨式、圆盘涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、MIG式等。
搅拌器的选型
小大 小 小 小小较大 大 小 小径向、轴向
径向、切线、轴 向流动 轴向 水平环流(径向、 切线) 轴向循环
比较
开启式：不阻碍桨上下层的混合
圆盘式：以桨叶为界限形成上下两个循环流
涡轮式
平直叶：剪切力大，利于乳化 折 叶：剪切力较小，轴向循环更快
开启涡轮式
后弯叶：剪切力小，排出性能好，桨叶 不易磨损
3.推进式
标准推进式搅拌器有三瓣叶片 转速很快：300 ～ 600 r/min d桨 / D釜≈ 1/4 ～ 1/3 搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大,搅拌功率小 以容积循环为主，剪切作用小，上下翻腾效果好
常采用挡板或导流筒，轴向循环更强
适粘度低、流量大的场合
5.螺带（螺杆）式
转速很慢：0.5 ～50 r/min 螺带式是由钢带按一定螺距螺旋形绕成，钢带外缘常 做成几乎贴近釜内壁，与壁间隙很小（刮壁） 螺带式一般在层流状态操作，液体沿壁面螺旋上升， 再沿轴下降（轴流型） 螺杆式直径不大，一般在釜内径的2/5 ～1/2 螺杆式流动状态与螺带式相同，可偏心安装，也可加 装导流筒。
搅拌装置的设计与选择
--- 搅拌器的选型
杨凌职业技术学院
以甲苯做溶剂，萃取水溶液中 的某生物碱，现需要为萃取罐 配置一个搅拌装置，选择哪种 类型的搅拌器呢？
桨式
涡轮式
推进式
锚 (框 )式
螺带(杆)式
1.桨式
主要类型：平直叶、折叶 转速较慢：20～80 r/min
d桨/ D釜≈ 1/3 ～ 2/3；一般取1/2
结论
搅拌器的选型经验
搅拌器的选型经验搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。
由于液体的黏度对搅拌状态有很大影响。
所以根据搅拌介质黏度大小来进行搅拌器选型是一种基本的方法。
几种典型的搅拌器都随黏度的高低而有不同的使用范围。
随黏度增高的各种搅拌器选用顺序为推进式、涡轮式、桨式、锚框式和螺带式等。
下图对这个选用顺序的分的较细，并提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
这个搅拌器选型图不是绝对地规定了使用桨型的限制，实际上各种桨型的使用范围是有重叠的，例如桨式搅拌器由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低黏度时也是应用得较普遍的。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的就是涡轮式搅拌器。
相关内容：涡轮式搅拌器介绍根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的搅拌器，这是一种比较合用的方法。
这种选型方法是把搅拌器桨型分成快速型与慢速型两类。
前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来决定桨型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的黏度高低的影响。
低黏度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。
由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的，而涡轮式搅拌器因其动力消耗大，虽有高的剪切能力．但对于这种混合过程并无太大必要，所以若用在大容量液体的混合时就不合理了。
桨式搅拌器因其结构简单，在小容量液体混合中仍广泛地应用，但用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
相关内容：推进式搅拌器结构特点和应用| 桨式搅拌器构造型式对分散操作过程，涡轮式搅拌器因具有高剪切力和较大循环能力，所以最为合用，特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和后弯叶的剪力作用大，就更为合适。
推进式、桨式由于其剪切力比平直叶涡轮式的小，所以只能在液体分散量较小的情况下可用，而其中桨式很少用于分散操作。
反应釜搅拌器选型方法规范
反应釜搅拌器选型方法规范反应釜搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。
由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据反应釜内搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。
几种典型的搅拌器都随粘度的高低而有不同的使用范围。
随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等，这里对推进式的分得较细，提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
这个选型图不是绝对地规定了使用浆型的限制，实际上各种浆型的使用范围是有重叠的，例如浆式由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低粘度时也是应用得较普遍的。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种浆型。
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。
由于苏联的浆型选择有其本国的习惯，所以与我国常用浆型并不尽相同。
推荐浆型是把浆型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来决定浆型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。
其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。
提出的选型表也是根据反应釜搅拌的目的及搅拌时的流动状态来选型，它的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了浆型的使用范围，使得选型更加具体。
比较上述表可以看到，选型的根据和结果还是比较一致的。
下面对其中几个主要的过程再作些说明。
低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。
由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的。
而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但对于这种混合的过程并无太大必要，所以若用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
对分散操作过程，涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，所以最为合用，特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和弯叶的剪力作用大，就更为合适。
反应釜搅拌器的选型
反应釜搅拌器的选型选型概述由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。
不同款型的搅拌器都随粘度的高低而具有各自不同的使用范围。
随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等。
特别针对推进式，我们建议大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
另外各搅拌器的使用范围也有一定重叠，如桨式由于结构简单，用挡板可以改善流型，因此在低粘度工况也有较普遍的使用。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种形式。
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的搅拌器形式，这是一种比较合用的方法。
建议把桨型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来选型以及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。
其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。
选型的方式这样选型的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了不同搅拌器的使用范围，使得选型更加具体。
下面分别予以说明。
●低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且混合时间相对短时才比较困难。
鉴于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以最为适用。
而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但此类混合的过程并无太大必要，所以若在此使用，其循环能力就显得不足了。
●对分散操作过程，涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，因而最是推荐。
特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和弯叶的剪力作用大，更为合适。
推进式、浆式由于其剪切力比平直叶涡轮式的小，所以只能在液体分散量较小的情况下可用。
而桨式就很少用于分散操作。
分散操作一般都用挡板来加强剪切效果。
●固体悬浮操作以涡轮式为主，其中以开启涡轮式为最好，它没有中间的圆盘部分，不致阻碍桨叶上下的液相混合。
尤以弯叶开启涡轮的优点更突出，它的排出性好、桨叶不易磨损。
搅拌器及其选型
搅拌器及其选型⼩直径⾼转速搅拌机的选型及使⽤⽬前在SW中国的⼏个⼯⼚使⽤最多的搅拌设备是⼩直径⾼转速搅拌机。
其中尤其以涡轮式搅拌器（齿式叶⽚）为主，推进式搅拌器（桨状叶⽚）为辅，其他形式的叶⽚就更少了。
现仅以前⼆种搅拌机为例，互相学习探讨⼀下相关的问题。
⼀、搅拌搅拌是使釜（或槽）内物料形成某种特定⽅式的运动（通常为循环流动）。
搅拌注重的是釜内物料的运动⽅式和剧烈程度，以及这种运动状况对于给定过程的适应性。
⼆．⼩直径⾼转速搅拌机1.种类：（1）。
推进式搅拌器（2）。
涡轮式搅拌器(1)推进式搅拌器（旋桨式搅拌器）其叶轮直径较⼩，通常仅为釜直径的0.2~0.5倍，但转速较⾼，可达100~500r/min。
叶⽚端部的圆周速度较⼤，可达5~15m/s。
⼯作原理：⼯作时，推进式搅拌器如同⼀台⽆外壳的轴流泵，⾼速旋转的叶轮使液体作轴向和切向运动。
液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动，流⾄釜底时再沿釜壁折回，并重新返回旋桨⼊⼝，从⽽形成如图3-3所⽰的总体循环流动，起到混合液体的作⽤。
液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动，这种圆周运动使釜中⼼处的液⾯下凹，釜壁处的液⾯上升，从⽽使釜的有效容积减⼩。
下凹严重时桨叶的中⼼甚⾄会吸⼊空⽓，便搅拌效果急剧下降。
当釜内物料为液-液或液-固多相体系时，圆周运动还会使物料出现分层现象，起着与混合相反的作⽤，故应采取措施抑制釜内物料的圆周运动。
推进式搅拌器的特点是液体循环量较⼤，但产⽣的湍动程度不⾼，常⽤于低黏度( <2Pa·s)液体的反应、混合、传热以及固液⽐较⼩的溶解和悬浮等过程。
(2)涡轮式搅拌器（齿状叶⽚为例）该搅拌器有多种型式。
⼤部分盘状叶⽚都属此类（如齿状叶⽚）其叶轮直径亦较⼩，通常也仅为釜径的0.2~0.5倍，转速可达10 ~ 500 r/min，叶端圆周速度可达4~ 10m/s。
⼯作原理⼯作时，涡轮式搅拌器如同⼀台⽆外壳的离⼼泵，⾼速旋转的叶轮使釜内液体产⽣切向和径向运动。
搅拌设备选型
37
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
5
6.4 搅拌容器
1. 内容器（釜体） 构成构造
筒体：圆筒形 封头：碟形或椭球形封头、锥形封头、平盖 开孔接管：进料、出料、排气、测温、测压、凸缘法兰（焊
日常生活中多种 物质旳粘度范围
水：约1mPa·s 低粘乳液：约数 mPa·s 重油：约数十 mPa·s 润滑油：约 0.1Pa·s 蜂蜜：约 1 Pa·s 涂料：约数 Pa·s 油墨：约数十 Pa·s 牙膏：约 50 Pa·s 口香糖：约 100 Pa·s 嵌缝胶：约 千 Pa·s 塑料熔体：近万Pa·s 橡胶混合物：近万Pa·s
式
循扩流
环散
涡轮式 ○ ○ ○
桨式 ○ ○ ○
推进式 ○ ○
折叶开启 ○ ○
涡轮式
布尔马 ○ ○ ○
金式
锚式 ○
螺杆式 ○
螺带式 ○
低粘 度液 混合
○ ○ ○ ○
○
高粘 度液 混合 传热 反应 ○ ○
○
○ ○ ○
搅拌目的
分 溶 固 气 结 传 液 槽容积
散 解 体 体 晶 热 相 范围
悬吸
反
m3
浮收
24
6.5 搅拌器
6. 搅拌附件 搅拌附件主要有挡板、导流筒和稳定器 设置原因：搅拌器转速高时易产生漩涡流，影响搅拌
效果，剧烈打旋旳液体结合漩涡作用, 对搅拌轴产生冲 击作用，从而影响搅拌器旳使用寿命 插入容器内旳进出料管、温度计、气体分布器等也具 有挡板或导流筒类似旳作用。
化工厂装置中的搅拌设备性能分析
化工厂装置中的搅拌设备性能分析搅拌设备是化工厂装置中不可或缺的重要设备之一，它在化工生产过程中起着关键的作用。
搅拌设备的性能直接影响到生产效率和产品质量，因此对其进行性能分析是非常重要的。
首先，我们来分析搅拌设备的搅拌效果。
搅拌设备的主要功能是将不同组分的物料充分混合，以达到均匀分散的效果。
搅拌设备的搅拌效果与其搅拌方式、搅拌速度、搅拌时间等因素密切相关。
不同的物料和工艺要求对搅拌设备的搅拌效果有不同的要求，因此在选择搅拌设备时需要考虑这些因素。
此外，搅拌设备的设计和结构也会对搅拌效果产生影响。
例如，采用合理的搅拌叶片设计和布置可以提高搅拌效果，减少死角和局部混合不均的问题。
其次，我们来分析搅拌设备的能耗。
搅拌设备在运行过程中需要消耗能量，因此能耗是一个重要的性能指标。
搅拌设备的能耗与其功率、转速、物料性质等因素有关。
一般来说，搅拌设备的功率越大，能耗也就越高。
因此，在选择搅拌设备时需要根据实际生产需求合理确定功率大小。
此外，搅拌设备的转速也会对能耗产生影响。
适当调整搅拌设备的转速可以降低能耗，提高能源利用效率。
再次，我们来分析搅拌设备的可靠性。
搅拌设备在化工生产过程中需要长时间稳定运行，因此其可靠性是一个重要的性能指标。
搅拌设备的可靠性与其结构设计、材料选择、制造工艺等因素有关。
例如，采用高强度、耐腐蚀的材料可以提高搅拌设备的耐久性和可靠性。
此外，合理的结构设计和制造工艺也可以减少设备故障和维修次数，提高设备的可靠性。
最后，我们来分析搅拌设备的安全性。
搅拌设备在操作过程中存在一定的安全风险，因此其安全性是一个重要的性能指标。
搅拌设备的安全性与其结构设计、操作方式、安全保护装置等因素有关。
例如，采用防爆结构设计和安全保护装置可以降低搅拌设备的安全风险。
此外，合理的操作方式和操作规程也可以减少操作人员的安全风险。
综上所述，搅拌设备的性能分析涉及到搅拌效果、能耗、可靠性和安全性等多个方面。
在化工生产中，合理选择和使用搅拌设备对提高生产效率和产品质量具有重要意义。
搅拌器的选型经验
搅拌器的选型经验搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。
由于液体的黏度对搅拌状态有很大影响。
所以根据搅拌介质黏度大小来进行搅拌器选型是一种基本的方法。
几种典型的搅拌器都随黏度的高低而有不同的使用范围。
随黏度增高的各种搅拌器选用顺序为推进式、涡轮式、桨式、锚框式和螺带式等。
下图对这个选用顺序的分的较细，并提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
这个搅拌器选型图不是绝对地规定了使用桨型的限制，实际上各种桨型的使用范围是有重叠的，例如桨式搅拌器由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低黏度时也是应用得较普遍的。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的就是涡轮式搅拌器。
相关内容：涡轮式搅拌器介绍根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的搅拌器，这是一种比较合用的方法。
这种选型方法是把搅拌器桨型分成快速型与慢速型两类。
前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来决定桨型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的黏度高低的影响。
低黏度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。
由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的，而涡轮式搅拌器因其动力消耗大，虽有高的剪切能力．但对于这种混合过程并无太大必要，所以若用在大容量液体的混合时就不合理了。
桨式搅拌器因其结构简单，在小容量液体混合中仍广泛地应用，但用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
相关内容：推进式搅拌器结构特点和应用| 桨式搅拌器构造型式对分散操作过程，涡轮式搅拌器因具有高剪切力和较大循环能力，所以最为合用，特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和后弯叶的剪力作用大，就更为合适。
推进式、桨式由于其剪切力比平直叶涡轮式的小，所以只能在液体分散量较小的情况下可用，而其中桨式很少用于分散操作。
搅拌器的选择
表4 锚式搅拌器常用参数
常用运转条 常用介质
常用尺寸
流动状态
件
粘度范围
备注
d/D= 0.9～0.98 b/D=0.1 h/D= 0.48 ～ 1.0
n= 1～100r/min v=1～5m/s
小于 不同高度 100Pa·s 上的水平
环向流
为了增大搅 拌范围，可 根据需要在 桨叶上增加 立叶和横梁
3.搅拌器的选用
釜式反应器的结构 –搅拌器的选择
化学反应过程与设备
1
能力目标
1．能选择合适的搅拌器
2
知识目标
1．理解搅拌釜中的流动与混和 2．理解搅拌器的种类．特点 3．理解搅拌器的选型原则
3
主要内容
1．搅拌液体的流动特性 2．搅拌器的型式．选择
4
搅拌器
1、 搅拌器与流动特征
定义 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键 部件。
图2 搅拌器与流型 (b) 轴向流
(b)轴向流
流体流动方向平行于 搅拌轴，流体由桨叶 推动，使流体向下流 动，遇到容器底面再 向上翻，形成上下循 环流。
图3 搅拌器与流型 (c) 切向流
(c)切向流
无挡板的容器内，流 体绕轴作旋转运动， 流速高时液体表面会 形成漩涡，流体从桨 叶周围周向卷吸至桨 叶区的流量很小，混 合效果很差。
流型决定因素
取决于搅拌器的形式、搅拌 容器和内构件几何特征，以 及流体性质、搅拌器转速等 因素。
搅拌机顶插式中心安装 立式圆筒的三种基本流型 流型
径向流 轴向流 切向流
图1 搅拌器与流型 (a) 径向流
(a)径向流
流体流动方向垂直于 搅拌轴，沿径向流动， 碰到容器壁面分成二 股流体分别向上、向 下流动，再回到叶端， 不穿过叶片，形成上、 下二个循环流动。
搅拌器选择
适用于固液悬浮的搅拌器结构参数尺寸固液悬浮是借助搅拌器的作用，使固体颗粒悬浮在液体中，形成固液混合物或悬浮液。
均匀悬浮的主要控制因素是循环速率及湍流强度，其中容积循环速率又往往是最主要的因素。
固液悬浮操作以涡轮式搅拌器使用范围最广，其中以开启式涡轮最好，它没有中间圆盘，不致阻碍桨叶上下的液相混合。
弯叶、斜叶开式涡轮的优点更突出，它的排出性能好，桨叶不易磨损，用于固液悬浮操作更合适。
通常采用宽叶的开启式四斜叶涡轮式搅拌器，容器底为锥形时，其尺寸为：df/D=0.4～0.5，C/d=0.5，H/D=1；碟形时d/D=0.4。
如固液密度差较小时，也可采用标准的开启式四斜叶涡轮式搅拌器；若含固量很高，且固液密度差较小时，可采用平桨；若混合液黏度低于0.4Pa.s，特别是0.1Pa.s以下，固液密度差小，含固量低，可用推进式，并在湍流区全挡板条件下操作，其参数可取d/D=0.33, C/d=1，H/D=1。
对悬浮体系，当密度差小，且只要求悬浮物离开罐底而不必均匀悬浮时，搅拌转．速也不必太大，可用底挡板；当密度差大，并要求均匀悬浮时，搅拌转速较高，应采用底挡板和壁挡板；如悬浮物易黏附在挡板上，可采用导流筒。
对带纤维的固体悬浮可选用后弯式涡轮搅拌器。
固液悬浮采用长薄叶螺旋桨等也是不错的选择。
对于固体悬浮，其搅拌难度取决于悬浮粒子的沉降速度。
悬浮程度与颗粒的沉降速度成反比，即搅拌转速愈高，直径愈大，颗粒的沉降速度愈小，获得的搅拌程度愈高。
固液搅拌设备的设计要点固液搅拌设备的设计(1)固-液体系的表现形式一般要比气-液体系复杂得多，通常可以分为简单固体和复杂固体来讨论。
所谓简单固体，就是可以用Zwietering关联式描述其行为的固体。
这种体系的行为通常只受固体粒子的尺寸、密度、体积分率、尺寸分布的影响。
复杂固体行为是指固体的表面化学和粒子本身的表面物理问题控制了粒子行为的过程。
这些表面化学因素包括偶极作用、离子效应、极化效应、pH值和其他化学效应；表面物理问题包括团聚、絮凝、表面电荷、多层吸附、黏结等。
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第1组:曹会敏 杜鹃 郝梦雅 季从兰 赵佳鹏 陈新明 蒋康
1. 搅拌目的：均相液体的混合、液液分散、气液相分散、 固液分散、固液溶解、强化传热。 2.搅拌的要求： （1）反应釜中的物料能很快且良好地分布在反应釜中的 整个物料之中。 （2）反应釜中的物料混合要充分，没有死角，任何一处 的浓度均应相等。
（5）对于固体溶解，除了要有较大的循环流量，还要有较强的 剪切作用，以促使固体溶解。（6）对于结晶过程，需要控制 晶体的形状和大小。对于微粒结晶，要求有较强的剪切作用 和较 大的循环流量，所以选择涡轮式搅拌器。对于密度较大 的结晶，只要求有一定的循环流量和较 低的剪切作用，因此 可选择桨式搅拌器。 （7）对于以传热为主的搅拌操作，控制因素为总体循环流量和 换热面上的高速流动，因此，可 选用涡轮式搅拌器。
化工工业中常用的搅拌装置是机械搅 拌装置。典型的机械搅拌装置包 括：搅拌器、辅助部件和附件。 工业上常用的搅拌器有：桨式搅拌器、 涡轮式搅拌器、推进式搅拌器、 框式和锚式搅拌器、螺带式搅拌 器和螺杆式搅拌器。
1.按桨叶搅拌结构：分为平叶、斜（折）叶、弯叶、螺旋面叶 式搅拌器。浆式、涡轮式搅拌器都有平叶和斜叶结构；推进 式、螺杆式和螺带式的桨叶为螺旋面叶结构。根据安装要求 又可分为整体式和剖分式，便于把搅拌器直接固定在搅拌轴 上而不用拆除联轴器等其他部件。 2.按搅拌器的用途：分为低黏流体用搅拌器、高黏流体用搅拌 器。用于低黏流体的搅拌器有：推进式、浆式、开启涡轮式、 圆盘涡轮式、布鲁马金式、板框浆式、三叶后完式等。用于 高黏流体的搅拌器有：锚式、框式锯齿圆盘式、螺旋浆式、 螺带式等。
对于某些快速复杂反应，可以防止局部浓度过高，是 副反应增加，从而导致选择性降低。 （3）反应釜内物料侧的传热系数要求足够大，从而使反 应热可以及时移出或使反应需要的热量及时传入。 （4）如果反应受传质速率的控制，通过搅拌的作用可以 使传质速率达到合适的数值。
1. 轴向流 物料沿搅拌轴的方向循环流动。凡是叶轮与旋 转平面的夹角小于 90 度的搅拌器转速较快时产生的流型主 要是轴向流。轴向流的循环速度大，有利于宏观混合，适 用于均相液体的混合，沉降速度低的固体悬浮。 2.径向流 物料沿着反应釜的半径方向在搅拌器和釜内壁 之间流动，径向流剪切作用大，造成局部涡流运动剧烈， 因此它们需要高剪切作用的搅拌过程，如气液分散，液液 分散和固体溶解。
4. 按照减速机的输出轴头 d 和搅拌轴系支承方式 选择与 d 相同型号规格的机架、联轴器 5.按照机架搅拌轴头 do 尺寸、安装容纳空间及工 作压力、工作温度选择轴封型式 6. 按照安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结 构型式，并校检其强度、刚度。 如按刚性轴设 计，在满足强度条件下 n/nk≤0.7 如按柔性轴 设计，在满足强度条件下 n/nk>=1.3 7. 按照机架的公称心寸 DN 、搅拌轴的搁轴型式及 压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰 8.按照支承和抗振条件，确定是否配置辅助支承。
2. 按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流 动状态，工艺对搅拌混合时间、 沉降速度、分散度的控制要 求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅 拌速度、 搅拌器直径。
3. 按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件，从减速机选型表中 选择确定减速机机型。如果按照 实际工作扭矩来选择减速机， 则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。
3.按流体流动形态：分为轴向流搅拌器和径向流搅拌器。有些 搅拌器在运转时，流体即产生轴向流又产生径向流的称为混 合流型搅拌器。推进式搅拌器是轴流型的代表，平直叶圆盘 涡轮搅拌器是径流型的代表，而斜叶涡轮搅拌器是混合流型 的代表。
浆式搅拌器
框式搅拌器
锚式搅拌器
旋桨式搅拌器
涡轮式搅拌器
螺带式搅拌器
三叶推进式搅拌器
3. 切线流物料沿搅拌 轴做圆周运动，平 桨式搅拌器在转速 不大且没有挡板时 所产生的主要是切 线流，可以提高反 应釜内壁传热系数， 但严重是会产生打 旋 现 象 。
பைடு நூலகம்
搅拌设备主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封 3 大 部 分 组 成 。 搅 拌 装 置 包 括 传动装置、搅拌器 以及搅拌轴。而搅拌罐则包括罐体 以 及 附 件 。 搅拌设备结构电机； 传动装置； 罐体； 料管； 挡 板； 出料管； 搅拌器； 温度计插管； 液面
搅拌附件通常是指在搅拌罐内为了改善流动状态而增设的零 件，如挡板、导流筒等。有时，搅拌罐内的某些零件不是专 为改变流动状态而设的，但因为它对液流也有一定阻力，也 会起到这方面的部分作用，如传热蛇管、温度计套管等。
挡板是一种重要的搅拌装置附件，挡板一般是指长 条形的竖向固定在罐壁上的板，主要是在湍流状 态时为了消除罐中央的“圆柱状回转区”（也称 打漩区，漩涡）而增设的，“圆柱状回转区”混 合效果很差，混合时间较长，不利于搅拌过程， 所以一般情况下都要设法缩小这个区域。显然挡 板的安装目的就是为了消除“圆柱状回转区”， 将切向流转变为径向或轴向流，同时还可以增大 湍动程度，改善搅拌效果，降低搅拌载荷的波动， 使功率保持稳定，提高叶轮的剪切性能，如有的 悬浮聚合的搅拌装置，在设有挡板时可使颗粒细
螺杆式搅拌器
主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进 行。 1. 按物料粘度选型 对于低粘度液体，应选用小直径、高转 速搅拌器，如推进式、涡轮式； 对于高粘度液体，就选用 大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。 2. 按搅拌 目的选型
2.按搅拌目的选型 （1） 对低粘度均相液体混合， 主要考虑循环流量， 各种搅 拌器的循环流量按从大到小顺序排列： 推进式、涡轮式、 桨式。 （2）对于非均相液-液分散过程，首先考虑剪切作用，同时要 求有较大的循环流量，各种搅拌 器的剪切作用按从大到小 的顺序排列：涡轮式、推进式、桨式。 （ 3 ）对于气液分散过程，首先考虑剪切作用，其次是循环流 量，可优先选择涡轮式。 （ 4 ）对于固体悬浮操作，主要考虑总体循环流量，但固体悬 浮操作情况复杂，要具体分析。
搅拌器选型步骤分析介绍：
在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求，确定 搅拌器型式、电动机功率、 搅拌速度，然后选择减速机、机 架、搅拌轴、轴封等各部件。具体步骤方法如下： 1. 按照工艺条件、搅拌目的和要求，选择搅拌器型式，选择搅 拌器型式时应充分掌握搅拌器的 动力特性和搅拌器在搅拌过 程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。