西安建筑科技大学：《化工原理》课程电子课件（上册）第四章 搅拌

4搅拌 西安建筑科技大学冶金工程学院 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 1 4 搅拌 西安建筑科技大学冶金工程学院 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌 化工生产中搅拌的目的: (1)使两种或多种可互溶的液体彼此混合均匀; (2)使不互溶的液体混合; (3)使固体在液体中悬浮 (4)促进液体与容器壁之间的传热并防止局部过热 2009-4-26 2 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 2 4 搅拌 化工生产中搅拌的目的： （1）使两种或多种可互溶的液体彼此混合均匀； （2）使不互溶的液体混合； （3）使固体在液体中悬浮； （4）促进液体与容器壁之间的传热并防止局部过热。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 、主要部件 搅拌槽 根旋转的中心轴及安装在轴上的推动器(或称叶轮) 辅助部件,如密封装置、支架、槽壁上的挡板等 二、叶轮的型式 浆式 透平式 螺旋桨式 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 3 4 搅拌—4.1 搅拌设备 一、主要部件 u 搅拌槽 u 一根旋转的中心轴及安装在轴上的推动器（或称叶轮） u 辅助部件，如密封装置、支架、槽壁上的挡板等 二、叶轮的型式 u 浆式 u 透平式 u 螺旋桨式 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 、叶轮的操作 ◆叶轮旋转时,产生的动能要够大,与其余液体相互摩擦而 耗散,产生热能,液体升温 打漩现象产生及后果:3条 ◆避免打漩现象的方法: (1)加挡板 (2)将叶轮别装在槽中心线上,装在偏心的位置 2009-4-26 4 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 4 4 搅拌—4.1 搅拌设备 三、叶轮的操作 u 叶轮旋转时，产生的动能要够大，与其余液体相互摩擦而 耗散，产生热能，液体升温。 u 打漩现象产生及后果：3条 u 避免打漩现象的方法： （1）加挡板 （2）将叶轮别装在槽中心线上，装在偏心的位置。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 打漩现象消除后,槽内液体的流型即决定于叶轮的型式 (1)径向流型(透平式或浆式叶轮装有挡板时) (2)轴向流型(螺旋桨式) 液体混合系统的搅拌程度,通常用叶轮叶片的末梢速度u来 衡量 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 5 4 搅拌—4.1 搅拌设备 打漩现象消除后，槽内液体的流型即决定于叶轮的型式。 （1）径向流型（透平式或浆式叶轮装有挡板时） （2）轴向流型（螺旋桨式） 液体混合系统的搅拌程度，通常用叶轮叶片的末梢速度ut来 衡量。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 四、搅拌槽与挡板 ◆搅拌槽一般是直立圆筒形,方形或有棱角的槽因在有角之 处液体流动不畅,所以一般不用 ◆槽底一般为蝶形或平底,不用锥形底,易出现停滞区或使 悬浮着的固体沉聚 ◆挡板一般4个 2009-4-26 6 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 6 4 搅拌—4.1 搅拌设备 四、搅拌槽与挡板 u 搅拌槽一般是直立圆筒形，方形或有棱角的槽因在有角之 处液体流动不畅，所以一般不用。 u 槽底一般为蝶形或平底，不用锥形底，易出现停滞区或使 悬浮着的固体沉聚。 u 挡板一般4个。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 五、标准搅拌器构形 六、搅拌器的液体循环量与压头 叶轮旋转时,其作用与离心泵叶轮相仿,即使液体流动又产 生压头,这都消耗功率。体积流量、压头和功率之间的关系 和泵一样 通过式4-4可得出一条关于叶轮操作的基本原则:在同等功率 消耗下,一个旋转速度慢的大叶轮产生的体积流量大但剪切 力小,而一个旋转速度快的小叶轮体积流量小但剪切力大。 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 7 4 搅拌—4.1 搅拌设备 五、标准搅拌器构形 叶轮旋转时，其作用与离心泵叶轮相仿，即使液体流动又产 生压头，这都消耗功率。体积流量、压头和功率之间的关系 和泵一样。 通过式4-4可得出一条关于叶轮操作的基本原则：在同等功率 消耗下，一个旋转速度慢的大叶轮产生的体积流量大但剪切 力小，而一个旋转速度快的小叶轮体积流量小但剪切力大。 六、搅拌器的液体循环量与压头 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.1搅拌设备 ●液体的混合,固体在液体中的悬浮或溶解,液-液萃取 等都要求高体积流量甚于高度湍动——增加搅拌器的直径 并减低转速。 气-液反应和某些液-液接触的搅拌器要求高度湍动甚于 高体积流量—要求搅拌器叶片面积要小,速度要高 对搅拌单元操作研究,搅拌器设计样式前述三种就可以满 足现有需要。关键问题在于了解有关的工艺过程对于搅拌 器中液体流型、液体循环量和剪切力大小这几个方面的要 求以及这三种搅拌器可采用的具体构形,从而定出叶轮尺 寸和转速大小的合理配合,以产生所要求的流量和剪切力 ,并估算出其功率消耗,而不在于另外设计样式新奇的设 备 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 8 4 搅拌—4.1 搅拌设备 l 液体的混合，固体在液体中的悬浮或溶解，液-液萃取 等都要求高体积流量甚于高度湍动——增加搅拌器的直径 并减低转速。 l 气-液反应和某些液-液接触的搅拌器要求高度湍动甚于 高体积流量——要求搅拌器叶片面积要小，速度要高。 对搅拌单元操作研究，搅拌器设计样式前述三种就可以满 足现有需要。关键问题在于了解有关的工艺过程对于搅拌 器中液体流型、液体循环量和剪切力大小这几个方面的要 求以及这三种搅拌器可采用的具体构形，从而定出叶轮尺 寸和转速大小的合理配合，以产生所要求的流量和剪切力 ，并估算出其功率消耗，而不在于另外设计样式新奇的设 备。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.2搅拌功率 ●搅拌器功率和生产操作中的能量消耗有关,亦是衡量其 性能好坏的根据之 液体受搅拌而混合所需功率取决于所期望的流型、流速 及湍动的大小。具体说,功率与叶轮形状、大小和转速、 液体粘度和密度、搅拌槽的大小和内部构件(有无挡板和 其它障碍物)以及叶轮在液体中的位置等都有关。必须进 行无因次化分析研究 功率关联式 功率曲线 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 9 4 搅拌—4.2 搅拌功率 l 搅拌器功率和生产操作中的能量消耗有关，亦是衡量其 性能好坏的根据之一。 l 液体受搅拌而混合所需功率取决于所期望的流型、流速 及湍动的大小。具体说，功率与叶轮形状、大小和转速、 液体粘度和密度、搅拌槽的大小和内部构件（有无挡板和 其它障碍物）以及叶轮在液体中的位置等都有关。必须进 行无因次化分析研究。 一、功率关联式 二、功率曲线 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

声么建是科技大聲 4搅拌—4.3搅拌器放大的概念 、放大的基础 相似原则:几何相似、运动相似、动力相似 放大工作要可靠,两个重要的条件: 其一,所遇到的范畴必须相当单纯,即使是流体动力 范畴内,抗拒力应主要由粘度、重力、表面张力三者之 引起,而不是由这三方面联合引起的。 其二,当设备尺寸由小放大后,这个范畴不应改变 搅拌器放大可分为两类:按功率放大 按工艺过程结果放大 2009-4-26 PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

2009-4-26 10 4 搅拌—4.3 搅拌器放大的概念 一、放大的基础 相似原则：几何相似、运动相似、动力相似 放大工作要可靠，两个重要的条件： 其一，所遇到的范畴必须相当单纯，即使是流体动力 范畴内，抗拒力应主要由粘度、重力、表面张力三者之一 引起，而不是由这三方面联合引起的。 其二，当设备尺寸由小放大后，这个范畴不应改变。 搅拌器放大可分为两类： 按功率放大 按工艺过程结果放大 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn