搅拌装置的分析选择

搅拌器
介绍：
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。 功能 提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。 原理 搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形 成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液 体在搅拌容器内循环流动。 流型 流体循环流动的途径。
一、搅拌器分类
轴向流搅拌器 按流体流动形态 径向流搅拌器 混合流搅拌器
动力消耗小，可应用到很大容积的搅 拌容器中。 涡轮式搅拌器——应用范围较广，各种搅拌操作都适用，
但流体粘度不宜超过50Pa· s。
桨式搅拌器 ——结构简单，在小容积的流体混合中应 用较广，对大容积的流体混合，循环 能力不足。
拌器选型步骤分析介绍：
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。 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。 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
当搅拌粘度大于100Pa· 的流体时，应采用螺带 s 式或螺杆式。
二、搅拌器的选用
搅拌目的 搅拌器选型一般从三个方面考虑 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。
常用搅拌器的适用场合 推进式搅拌器——用于低粘度流体的混合，循环能力强，
图8 桨式搅拌器
浆式搅拌器
主要应用
液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固— 液系中多用于防止固体沉降。 主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式
比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使
用较多。 也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ，
图9 推进式搅拌器
推进式搅拌器
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。
循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器
应用：
粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等
最高粘度为20Pa· 。 s 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。
2. 推进式搅拌器
推进式搅拌器（又称船用推进器）
常用于低粘流体中。
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。
本项目选用：
推进式搅拌器
理由：
乙酸与丁醇混合，两物质粘度较小，属于低粘度均 相液体混合。
改进：
容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、
搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。
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。见图
10。
图10
涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器
开式
涡轮式搅拌器分为 盘式
开式有： 平直叶、斜叶、弯叶等。 叶片数为2叶和4叶
平叶
桨式、涡轮式、框式和 锚式的桨叶都有平叶和 折叶两种结构
推进式、螺杆式和螺带 式的桨叶为螺旋面叶
按结构分为
折叶 螺旋面叶
按搅拌 用途分为
低粘流体 用搅拌器 高粘流体 用搅拌器
低粘流体搅拌器有： 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等。 高粘流体搅拌器有： 锚式、框式、锯齿圆盘式、 螺旋桨式、螺带式（单螺带、 双螺带）、螺旋—螺带式等。
任务：A0102
搅拌装置的分析选择
第五组:
釜式反应器的搅拌装置组成
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。
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Leabharlann 搅拌设备结构图搅拌器
轴流式 混流式 径流式
图7 搅拌器流型分类图谱
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％。
二、几种常用搅拌器：
1. 桨式搅拌器
结构最简单 叶片用扁钢制成，焊 接或用螺栓固定在轮 毂上，叶片数是2、3 或4 片，叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。
4．锚式搅拌器
结构简单。 适用于粘度在100Pa· s 以下的流体搅拌，当流 体粘度在10～100Pa· s 时，可在锚式桨中间加 一横桨叶，即为框式搅 拌器，以增加容器中部 的混合。
图11 锚式搅拌器
锚式搅拌器
应用
锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合
要求不太高的场合。
由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器 大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、 晶析操作。 常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。
盘式有： 圆盘平直叶、圆盘斜叶、 圆盘弯叶等。叶片数常 为6叶。
为改善流动状况， 有时把桨叶制成凹形或箭形
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。
平直叶——剪切作用较大，属剪切型搅拌器。 弯叶 ——指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率 消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。
拌器选型步骤分析介绍：
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。