工业搅拌器资料

液—液相分散（互溶 的液体）及在其中强 化传质和进行化学反 应
有挡板
三叶折叶涡轮、六叶折叶开启 涡轮、桨式、圆盘涡轮式、推 进式
湍流 (低粘流体)
搅拌目的与推荐的搅拌器形式（续）
有挡板 液—液相分散 有反射物 （不互溶的液体） 及在其中强化传 有导流筒 质和进行化学反 应 有或无导流筒 圆盘涡轮、六叶折叶开启涡轮 三叶折叶涡轮 三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、 推进式 螺带式、螺杆式、锚式 湍流 (低粘流体) 层流 (高粘流体)
有挡板时的流动情况
↓
加了挡板 的搅拌机
↓
不加挡板
2.3.2 偏心安装搅拌器
搅拌器的偏心或 偏心且倾斜安装， 不仅可以破坏循 环对路的对称性 有效抑制打旋现 象，而且增加液 体的湍流程度从 而使搅拌效果提 高。
2.3.3设置导流筒
导流筒为一圆筒体，其作用是使桨叶排出的液体在 导流筒内部和外部形成轴向循环流动。导流筒可限 定釜内液体流动路线，迫使釜内液体通过导流筒内 的强烈混合区，既提高了循环流量和混合效果，又 有助于消除短路与流动死区。 应注意：对于推进式搅拌器，导流筒应套在叶轮外 部；面对涡轮式搅拌器，则应安装在叶轮上方。
开式涡轮
盘式涡轮
n=10～ 300r/m in v=4～ 10m/s 折叶式 v=2～6m/s
<50Pa· s， 折叶和 后弯叶 <10Pa· s
2
可以采用的提高搅拌效果的措施
2.1、打旋现象
当搅拌器置于容器中心搅拌低黏度液体时，若 叶轮转速足够高，液体就会在离心力的作用下 涌向釜壁，使釜壁处的液体液面上升，而中心 处的液面下降，结果形成了一个大旋涡。这种 现象称为：打旋。
推 进 式 搅 拌 器
循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器
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。
表1、推进式搅拌器常用参数
常用尺寸 d/D=0.2 ～0.5(以 p/d=1,2 以3居多) p－螺距 常用运 转条件 常用介质 粘度范围 流动状态 轴流型，循环 速率高，剪切 力小。采用挡 板或导流筒则 轴向循环更强 备注 最高转速可达 1750r/min: 最高叶端线速 转速在 500r/min以 下，适用介质 粘度可达 50Pa.s
导流筒的安装方式
导流筒
→
← 挡板
3 搅拌器的选型
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。
3.1按搅拌目的选型
搅拌目的 挡板条件 无挡板 互溶液体的混合及在 其中进行化学反应 有导流筒 有或无导流 筒 有或无挡板 固—液相分散及在其 中溶解和进行化学反 应 有导流筒 有或无导流 筒
仅考虑搅拌目的时搅拌器的选型
推荐形式 流动状态
三叶折叶涡轮、六叶折叶开启 涡轮、桨式、圆盘涡轮 三叶折叶涡轮、六叶折叶开启 涡轮、推进式 桨式、螺杆式、框式、螺带式、 锚式 桨式、六叶折叶开启式涡轮 三叶折叶涡轮、六叶折叶开启 涡轮、推进式 螺带式、螺杆式、锚式
湍流 (低粘流体)
层流 (高粘流体) 湍流 (低粘流体) 层流 (高粘流体)
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
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
1.3 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。
2.2导致的后果
（1）叶轮的转速越大，形成的旋涡就越深，液
体轴向流动效果非常好，但各层液体之间几乎不 发生轴向混合，且当物料为多相体系时，还会发 生分层或分离现象 （2）当液面下凹至一定深度后，叶轮的中心部 位将暴露于空气中，并吸入空气，使被搅拌液体 的表观密度和搅拌效率下降。（更为严重） （3）打旋还会引起功率波动和异常作用力，加 剧搅拌器的振动，甚至使其无法工作。
4.2.2 设备的可靠性和维修性
4.2.2 .1设备的可靠性 选择设备可靠性时要求使其主要零部件平均故障间 隔期越长越好，具体的可以从设备设计选择的安全 系数、冗余性设计、环境设计、元器件稳定性设计、 安全性设计和人机因素等方面进行分析； 4.2.2.2 设备的维修性 4.2.2.2.1 设备的技术图纸、资料齐全。便于 维修人员了解设备结构，易于拆装、检查。 4.2.2.2.2 结构设计合理，设备结构的总体布 局应符合可达性原则，各零部件和结构应易于接近， 便于检查与维修 4.2.2.2.3 标准化、组合化原则。 4.2.2.2.4 结构先进。
①剪切作用 ②循环流量③高转速 ①循环流量 ②剪切作用 ③低转速 ①循环流量 ②传热面上高流速
4 设备选型应遵循的原则
4.1原则
所谓设备选型既是从多种可以满足相同需要的不同型号、规格 的设备中，经过技术经济的分析评价，选择最佳方案以作出购买 决策。合理选择设备，可使有限的资金发挥最大的经济效益。 设备选型应遵循的原则如下： 4.1.1生产上适用——所选购的设备应与本企业扩大生产规模或 开发新产品等需求相适应。 4.1.2技术上先进——在满足生产需要的前提下， 要求其性能指标保持先进水平，以利提高产品质量和延长其技术 寿命 4.1.3经济上合理——即要求设备价格合理，在使用过程中能耗、 维护费用低，并且回收期较短。
①循环流量
②低转速
涡轮式、锚式、框式、螺带式、 带挡板式的桨式
涡轮式 涡轮式、推进式、桨式 按固体颗粒的粒度、含量及密度 决定采用桨式、推进式或涡轮式 涡轮式、推进式、桨式 涡轮式 按控制因素采用涡轮式、桨式或 桨式的变形 桨式、推进式、涡轮式
①液滴大小（分散度） ②循环流量 ①湍流强度 ①循环流量 ① 剪切作用 ②循环流量 ②湍流强度 ②循环流量
4.2考虑的主要问题
4.2.1设备的主要参数选择
4.2.1.1生产率：设备的生产率一般用设备单位时 间（分、时、班、年）的产品产量来表示。例如，锅 炉以每小时蒸发蒸汽吨数； 4.2.1.2工艺性：机器设备最基本的一条是要符合 产品工艺的技术要求，把设备满足生产工艺要求的能 力叫工艺性。例如：金属切削机床应能保证所加工零 件的尺寸精度、几何形状精度和表面质量的要求；
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。
3.3 按搅拌器不同过程选型
搅拌过程 主要控制因素
循环流量
搅拌器型式
推进式、涡轮式，要求不高时用 桨式
混合（低粘度均相液体）
混合（高粘度液体）
分散（非均相液体） 溶液反应（互溶体系） 固体悬浮 固体溶解 气体吸收 结晶 传热
3.3不同过程搅拌器的选用 4
设备选型应遵循的原则
4.1选用的原则
4.2主要的问题
1.1
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。 图（1）推进式搅拌器
工业搅拌器
Industrial agitator
——生化制药1232班 第三组
2014年11月12日
目录
1
推进式和涡轮式搅拌器的结构特点
1.1推进式搅拌器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.2涡轮式搅拌器
1.3应用 2
提高搅拌器措施
2.1打旋现象
2.2导致后果
2.3提高搅拌器的措施
3
搅拌器的选型
3.1搅拌器的选用
3.2适用条件
4.2.3设备安全性和操作性
在设备选型中，若遇到新投入使用的安全防护性元部 件，必须要求其提供实验和使用情况报告等资料。 4.2.3.1 设备的操作性： 设备的操作性属人机工程学范畴内容，总的要求是方便、 可靠、安全，符合人机工程学原理，通常要考虑的主要 事项如下： 4.2.3.1.1操作机构及其所设位置符合劳动保护法 规要求，适合一般体型的操作者得要求。 4.2.3.1.2充分考虑操作者生理限度，不能使其在 法定的操作时间内承受超高体能限度的操作力、活动节 奏、动作速度、耐久力等。 4.2.3.1.3设备及其操作室的设计必须符合有利于 减轻劳动者精神疲劳的要求。
有挡板
有反射物 气—液相分散及 在其中强化传质 和进行化学反应 有导流筒 有导流筒 无导流筒
圆盘涡轮、闭式涡轮
三叶折叶涡轮 三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、 推进式 螺杆式 锚式、螺带式 层流 (高粘流体) 湍流 (低粘流体)
3.2 按搅拌器型式和适用条件选型
推进式搅拌器——用于低粘度流体的混合，循环能力强， 动力消耗小，可应用到很大容积的搅 拌容器中。
2.3 具体提高搅拌效果的措施
2.3.1装设挡板
在釜内装设挡板，既能提高液体的湍流程度，又 能使切向流动的变化变为轴向和径向流动，制止 打旋现象。装设挡板后釜内液面下凹现象基本消 失，釜内液体流动形成湍流，使搅拌效果显著提 高。 注：挡板的安装方式与液体黏度有关
挡板安装方式与粘度的关系
粘度 低粘度 （<7Pa· s） 中等粘度 （7~10Pa· s） 高粘度 （>10Pa· s） 粘度>12Pa· s 安装方式 垂直纵向安装在内壁上，上部伸出液面，下 部到达釜底 液体或固液体系，应使挡板离开釜壁 应使挡板离开釜壁并与壁面倾斜 无需安装挡板
n=100 小于 2Pa· s ～ m v=3～ 15m/s
0.33居多) 500r/ Bn=2,3,4( in
度可达25m/s。
1.2
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2
图2、涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器
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。
图2、涡轮式搅拌器常用参数
型式 常用尺寸 d/D=0.2～0.5 (以0.33居多) b/d=0.2 Bn=,3,4,6,8 (以6居多) 折叶式 θ=30°,45°, 60° 后弯式 ß=30°,50°, 60° ß 后弯角 d:l:b=20:5:4 d/D=0.2～0.5 (以0.33居多) Bn=4,6,8 θ=45°,60° ß=45° 常用运转 条件 n=10～ 300r/m in v=4～ 10m/s 折叶式 v=2～ 6m/s 常用介质粘 度范围 <50Pa· s， 折叶和后弯 叶<10Pa· s 流动状态 平直叶、 后弯叶为 径向流型。 在有挡板 时以桨叶 为界形成 上下两个 循环流。 折叶的还 有轴向分 流，近于 轴流型 备注 最高转速可达 600r/min 圆盘上下液体 的混合不如开 式涡轮
制作人：
余孟、袁光建、吴菲、张慧、魏姗、彭祝莲