攪拌器的結(jié)構(gòu)與設計.ppt

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,攪拌器的型式,,,,,,,1、式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，不能用于氣液分散操作。2、折葉式比平直葉式功耗少，操作費用低，故折葉槳使用較多。,槳式攪拌器,槳式攪拌器常用參數(shù)（表8-5）,,推進式攪拌器,推進式攪拌器常用參數(shù)（表8-6）,,渦輪式攪拌器,（透平式葉輪）,1、適用物料粘度范圍廣。2、剪切力較大，分散流體的效果好。3、直葉和彎葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生徑向流，折葉渦輪攪拌器主要產(chǎn)生軸向流。,渦輪式攪拌器常用參數(shù)（表8-6）,,,,錨式攪拌器,渦輪式攪拌器常用參數(shù)（表8-6）,框式攪拌器,錨式和框式攪拌器特點,1、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。2、適用于粘度大、處理量大的物料。3、易得到大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。4、可減少“掛壁”的產(chǎn)生。,,,螺桿式攪拌器,螺帶式攪拌器,1、介質(zhì)的性質(zhì)（1）介質(zhì)的粘度隨著介質(zhì)粘度增高，各種攪拌器使用的順序是：槳葉式、推進式、渦輪式、框式和錨式、螺桿（帶）式（2）介質(zhì)的密度（3）介質(zhì)的腐蝕性2、反應過程的特性間歇操作還是連續(xù)操作；吸熱反應還是放熱反應；是否結(jié)晶或有固體沉淀物產(chǎn)生等。3、攪拌效果和攪拌功率的要求,攪拌器的選型,攪拌器的選用,,,生物反應物料的特性,生物反應都是在多相體系中進行,大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感,大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣,,攪拌功率的計算,攪拌軸和攪拌器的強度和剛度計算,電機和減速機的選型,P=f（n，d，ρ，μ，g）=KnadbρcμegfK---系統(tǒng)幾何構(gòu)形的總形狀系數(shù)功率關(guān)聯(lián)式：,功率表達式,,攪拌軸設計,攪拌軸的結(jié)構(gòu)設計,計算攪拌軸的直徑,攪拌軸直徑計算,影響攪拌軸直徑的四個因素,1、扭轉(zhuǎn)變形2、臨界轉(zhuǎn)速3、扭轉(zhuǎn)和彎矩聯(lián)合作用下的強度4、軸封處允許的徑向位移,攪拌軸的力學模型,按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑,臨界轉(zhuǎn)速,要求,n≤0.7nc（剛性軸）1.3nc（柔性軸）,攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的選取—（表8-11）,當攪拌軸轉(zhuǎn)速n≥200r/min時，應進行臨界轉(zhuǎn)速的驗算。,按強度計算攪拌軸的直徑,強度條件,軸徑,按軸封處允許徑向位移驗算軸徑,限制條件,（1）軸徑應同時滿足強度、剛度、臨界轉(zhuǎn)速等條件。（2）在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時，還應考慮軸上鍵槽及開孔所引起的局部削弱，軸徑應適當增大。（3）軸徑應圓整到標準公稱軸徑系列，如φ30、φ40、φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。,攪拌軸直徑的確定,,密封裝置,（軸封裝置）,,填料密封允許有一定的泄漏量,填料需定期更換軸有一定的磨損,填料密封,,填料,（1）填料應富有彈性。在壓蓋壓緊后，彈性變形要大，這樣才能貼緊轉(zhuǎn)軸并對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的抱緊力。（2）填料應耐磨。填料和軸之間的摩擦系數(shù)要小，以降低摩擦功率的損耗，延長填料的使用壽命。通常填料需要加潤滑油以降低摩擦系數(shù)，有些填料（如石墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龍等）本身具有自潤滑作用，可有效地降低摩擦系數(shù)。（3）導熱性要好，能夠?qū)⒛Σ廉a(chǎn)生的熱量盡快傳遞出去。（4）高溫高壓條件下使用的填料，要求具有耐高溫性能及足夠的機械強度。,填料及其選用,填料壓蓋高度：,,機械密封,（端面密封）,動環(huán)和靜環(huán),彈簧壓緊裝置,密封圈,外裝式和裝內(nèi)式機械密封,雙端面機械密封,平衡型機械密封：K=0.6~0.9非平衡型機械密封：K=1.1~1.2,（1）耐磨性和導熱性—動環(huán)和靜環(huán)做相對摩擦滑動，會產(chǎn)生發(fā)熱和磨損現(xiàn)象，要求動環(huán)和靜環(huán)的耐磨性好，并且能將摩擦產(chǎn)生的熱量及時傳導出去。（2）硬度—由于動環(huán)形狀復雜，容易變形，所以要求動環(huán)的硬度比靜環(huán)大。（表8-15）（3）耐腐蝕性,動環(huán)和靜環(huán)的材料要求,,全封閉密封,介質(zhì)易燃、易爆,貴重物料,高純度物料,高真空操作,劇毒物料,優(yōu)點,1、功耗小、效率高。2、電機過載保護。3、可承受較高壓力。,缺點,1、內(nèi)軸承壽命短。2、渦流、磁滯等損耗。3、使用溫度的限制。,,傳動裝置,適用于單跨軸,適用于懸臂軸,1、釜體的結(jié)構(gòu)型式和尺寸的確定包括釜體結(jié)構(gòu)、釜體尺寸（直徑、高度）、封頭形式的選擇等。2、材料的選擇根據(jù)工作溫度、壓力、物料的性質(zhì)、設備加工要求等條件選擇。3、強度計算及校核（包括帶夾套反應釜的穩(wěn)定性校核）如釜體壁厚的計算、封頭壁厚的計算、攪拌軸直徑的確定等。4、主要零部件的選用攪拌器、傳動裝置、軸封裝置等的選擇。5、繪圖、編制技術(shù)文件裝配圖、各種零部件圖、設計計算書、設計說明書、技術(shù)要求等。,攪拌反應器的機械設計內(nèi)容,,