搅拌设备选型培训教材

1.1物体的受力分析及其平衡条件第6章搅拌设备选型6.1概述26.2搅拌的目的以液体为主体的搅拌操作，常常将被搅物料分为液-液、气-液、固-液、气-液-固等四种情况。搅拌的目的促进混合——液-液混合、固-液悬浮、气-液分散、液-液分散、液-液乳化；促进传热、传质、化学反应——加热、冷却、萃取、吸收、溶解、结晶、聚合；搅拌设备的操作目的主要表现为使不互溶的液体混合均匀，制备均匀混和液、乳化液，强化传质过程；使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应；制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或液－固化学反应；强化传热，防止局部过热或过冷。36.3搅拌设备的基本结构46.3搅拌设备的基本结构1-电动机；2-减速机；3-机架；4-人孔；5-密封装置；6-进料口；7-上封头；8-筒体；9-联轴器；10-搅拌轴；11-夹套；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56.4搅拌容器1.内容器（釜体）组成结构筒体：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（焊在上封头，用于搅拌容器与机架的连接）66.4搅拌容器安放方式立式釜常压：平底釜（容易产生应力集中，故而不应用于压力釜）物料对环境无污染，且对尘埃不敏感：敞口淤浆：锥形封头（出料方便）卧式釜（通常半釜操作）常用于气－液传质过程（气液接触面积大）：气-液吸收、聚合物（高粘系）脱挥常用于粉体混合卧式设备有单轴的也有双轴的——自清洁效果当搅拌高粘液体时，若叶轮端部与槽壁有一定的间隙，则高粘液体会滞流于间隙中——刮壁式搅拌设备76.4搅拌容器86.4搅拌容器几何尺寸的确定容积V——由装料系数决定

直立式搅拌容器——指内筒体和下封头两部分容积之和；卧式搅拌容器——指筒体和左右两封头容积之和。沸腾或起泡：0.6-0.7平稳：0.8-0.8596.4搅搅拌容器筒体的高径径比H/D——由装装液高径比比HL/D和装料料系数决定定装液高径比比对搅拌功功率、传热热和物料搅搅拌反应特特征均有影影响物料性质搅拌特性搅拌器层数数反应特征传热特性聚合釜为何何HL/D这么大大？壁厚——由强度度决定106.4搅搅拌容器2.换热热元件：夹夹套和内盘盘管当夹套的换换热面积能能够满足传传热要求时时，应优先先选用夹套套，以减少少容器的内内构件，便便于清洗，，且不占用用有效体积积夹套整体夹套型钢夹套半管夹套蜂窝夹套螺旋板式夹夹套116.4搅搅拌容器整体夹套冷却水下进进上出、加加热蒸气上上进下出在用液体作作为传热介介质时，为为强化传热热效果，还还可在夹套套空间设置置螺旋导流流板搪玻璃釜，，夹套内不不能安置螺螺旋导流板板，为了强强化传热，，在水的入入口处安装装扰流喷嘴嘴，促使水水进行湍动动半管夹套（耐压，表表面传热系系数提高1/3，且且提高了夹夹套的强度度）蜂窝夹套（减小筒体体壁厚，强强化传热））螺旋板式夹夹套对于大型搅搅拌釜式反反应器而言言，其单位位容积的生生产能力往往往由反应应器的传热热能力所决决定。126.4搅搅拌容器空心夹套螺旋导流板板夹套喷嘴半管夹套内部夹套136.4搅搅拌容器氯乙烯悬浮浮聚合釜间歇分批式式操作———规模效应应——反应应器大型化化（200M3）聚合压力8个大气压压常规釜（国国产80M3）釜壁31mm蜂窝夹套（（日本神钢钢泛技术公公司内内部夹套））双壳夹套（（住友重机机）146.4搅搅拌容器盘管156.4搅搅拌容器螺旋形盘管管夹套无法满满足传热要要求或或无法法采用夹套套传热（釜釜内壁衬有有橡胶等隔隔热材料））时，可利利用盘管传传热竖式蛇管浸没在物料料中，热量量损失小，，传热效果果好，对称称布置的竖竖式蛇管还还能起到挡挡板的作用用内冷管数量量多时，检检修麻烦，，尤其是物物料含有较较多固体颗颗粒或比较较粘稠时，，容易形成成堆积和挂挂料，严重重影响传热热效率然而当反应应物系不易易产生粘附附物时，使使用大量内内冷管撤去去反应热是是非常有效效的手段。。生产丁苯橡橡胶的乳液液聚合反应应釜，容积积30M3，32根××13组＝＝416根根内冷管，，传热面积积114M2166.5搅搅拌器1.流型轴向流、径径向流和切切向流轴向流与径径向流对混混合起主要要作用，而而切向流应应加以抑制制。采用挡板可可削弱切向向流，增强强轴向流和和径向流176.5搅搅拌拌器器2.搅搅拌拌器器的的分分类类按搅搅拌拌器器的的桨桨叶叶结结构构分分类类平叶叶、、斜斜（（折折））叶叶、、弯弯叶叶、、螺螺旋旋面面叶叶式式搅搅拌拌器器按搅搅拌拌器器的的用用途途分分类类低粘粘流流体体用用搅搅拌拌器器、、高高粘粘流流体体用用搅搅拌拌器器按流流体体流流动动形形态态分分类类轴向向流流搅搅拌拌器器、、径径向向流流搅搅拌拌器器以以及及混混合合流流搅搅拌拌器器186.5搅搅拌拌器器搅拌拌器器图图谱谱196.5搅搅拌拌器器3.搅搅拌拌器器的的选选用用原原则则搅拌拌操操作作涉涉及及流流体体的的流流动动、、传传质质和和传传热热，，所所进进行行的的物物理理和和化化学学过过程程对对搅搅拌拌效效果果的的要要求求也也不不同同，，至至今今对对搅搅拌拌器器的的选选用用仍仍带带有有很很大大的的经验验性性。选型型一一般般从从三三个个方方面面考考虑虑————搅拌拌目目的的、、物物料料粘粘度度和和搅搅拌拌容容器器的的容容积积大大小小。此外外，，还还应应考考虑虑功功耗耗低低、、操操作作费费用用省省，，以以及及制制造造、、维维护护和和检检修修方方便便等等因因素素206.5搅搅拌拌器器4.搅搅拌拌器器的的选选用用举举例例如按按介介质质的的粘粘度度选选型型对于于低低粘粘度度介介质质，，用用小小直直径径高高转转速速的的搅搅拌拌器器就就能能带带动动周周围围的的流流体体循循环环，，并并至至远远处处；；可选选用用传传统统的的推推进进式式、、桨桨式式、、涡涡轮轮式式等等搅搅拌拌器器。。而高高粘粘度度介介质质的的流流体体则则不不然然，，需需直直接接用用搅搅拌拌器器来来推推动动；；可选选用用锚锚式式和和框框式式等等搅搅拌拌器器。。216.5搅搅拌拌器器226.5搅搅拌拌器器低粘粘度度高粘粘度度10410310210110-110-210-3粘度度(Pa··s)日常常生生活活中中各各种种物质质的的粘粘度度范范围围水：：约约1mPa··s低粘粘乳乳液液：：约约数数mPa··s重油油：：约约数数十十mPa··s润滑滑油油：：约约0.1Pa··s蜂蜜蜜：：约约1Pa··s涂料料：：约约数数Pa··s油墨墨：：约约数数十十Pa··s牙膏膏：：约约50Pa··s口香香糖糖：：约约100Pa··s嵌缝缝胶胶：：约约千千Pa··s塑料料熔熔体体：：近近万万Pa··s橡胶胶混混合合物物：：近近万万Pa··s搅拌拌器器的的粘粘度度适适用用范范围围236.5搅搅拌拌器器5.搅搅拌拌功功率率的的计计算算搅拌拌功功率率是是指指搅搅拌拌器器以以一一定定转转速速进进行行搅搅拌拌时时，，对对液液体体做做功功并并使使之之发发生生流流动动所所需需的的功功率率。。计算算搅搅拌拌功功率率的的目目的的，，一一是是用用于于设设计计或或校校核核搅搅拌拌器器和和搅搅拌拌轴轴的的强强度度和和刚刚度度；；二二是是用用于于选选择择电电机机和和减减速速机机等等传传动动装装置置。。影响响搅搅拌拌功功率率的的因因素素搅拌拌器器的的几几何何尺尺寸寸与与转转速速搅拌拌容容器器的的结结构构搅拌拌介介质质的的特特性性重力力加加速速度度246.5搅搅拌拌器器6.搅搅拌拌附附件件搅拌拌附附件件主主要要有有挡挡板板、、导导流流筒筒和和稳稳定定器器设置置原原因因：：搅拌拌器器转转速速高高时时易易产产生生漩漩涡涡流流，，影影响响搅搅拌拌效效果果，，剧剧烈烈打打旋旋的的液液体体结结合合漩漩涡涡作作用用,对对搅搅拌拌轴轴产产生生冲冲击击作作用用，，从从而而影影响响搅搅拌拌器器的的使使用用寿寿命命插入容容器内内的进进出料料管、、温度度计、、气体体分布布器等等也具具有挡挡板或或导流流筒类类似的的作用用。256.5搅搅拌器器挡板挡板作作用：：将回回转的的切向向流改改变为为径向向流和和轴向向流，，较大大地增增加了了流体体的剪剪切强强度，，从而而改善善搅拌拌效果果。设置方方法：：一般般在容容器内内壁面面均匀匀安装装4块块挡板板，其其宽度度为容容器直直径的的1/12～1/10。。效果：：消除除漩涡涡，改改善主主体循循环；；增大大湍动动程度度；降降低搅搅拌载载荷的的波动动，使使功率率消耗耗保持持稳定定全挡板板条件件：当再再增加加挡板板数和和挡板板宽度度，功功率消消耗不不再增增加时时，称称为全全挡板板条件件。全全挡板板条件件与挡挡板的的数量量和宽宽度有有关。。266.5搅搅拌器器276.5搅搅拌器器导流筒筒导流筒筒结构构：上上下开开口的的圆筒筒，安安装于于容器器内作用：：既可可提高高容器器内流流体的的搅拌拌强度度，加加强搅搅拌器器对流流体的的直接接剪切切作用用，又又造成成一定定的循循环流流，使使容容器内内流体体均可可通过过导流流筒内内强烈烈混合合区，，提高高混合合效率率；限限定了了循环环路径径，减减少了了流体体短路路的机机会。。设置：：导流流筒主主要用用于推推进式式、螺螺杆式式以及及涡轮轮式搅搅拌器器的导导流286.5搅搅拌器器296.6搅搅拌轴轴功能：：主要要用来来固定定搅拌拌器，，并从从减速速装置置的输输出轴轴取得得动力力，在在带动动搅拌拌器转转动的的同时时，将将功率率传递递给搅搅拌器器以克克服其其旋转转时遇遇到的的阻力力偶矩矩而对对流体体作功功要求：：搅拌拌轴轴轴径d必须须满足足强度度和临临界转转速要要求，，当有有特殊殊要求求时，，还应应满足足扭转转或径径向位位移的的要求求，还还应有有合理理的结结构、、较高高的加加工精精度和和配合合公差差组成：：轴颈：：支承承部分分（必必须成成为静静定梁梁）；；轴头：：安装装搅拌拌器；；轴身：：杆件件部分分306.6搅搅拌轴轴316.7轴轴封功能：：主要要用来来保证证搅拌拌设备备内处处于一一定的的正压压或真真空状状态，，防止止被搅搅物料料逸出出和杂杂质的的渗入入轴封类类型：：主要要有填填料密密封和和机械械密封封特点：：搅拌拌轴与与静止止釜体体之间间存在在一个个相对对运动动的密密封面面，故故这种种密封封装置置属于于动密密封填料密密封与与机械械密封封比较较：机械密密封的的泄漏漏量仅仅为填填料密密封的的1%；机械密密封的的摩擦擦功率率损耗耗仅为为填料料密封封的10%～50%；填料密密封结结构简简单，，加工工要求求较低低，成成本低低廉。。326.7轴轴封全封闭闭密封封——磁磁力传传动搅搅拌装装置结构：：由磁磁力联联轴器器传递递扭矩矩特点：：与传传统的的轴封封相比比，采采用磁磁力搅搅拌装装置最最突出出的优优势是是可完全全消除除搅拌拌设备备内的的气体体通过过轴封封向外外泄漏漏。336.8传传动装装置组成：：包括括电动动机、、减速速机、、联轴轴器、、搅拌拌轴、、机架架及凸凸缘法法兰等等。1-电电动机机；2-减减速机机；3-单单支点点机架架；4-(釜外外)带带短节节联轴轴器；；5-轴轴封；；6-传传动轴轴；7-安安装底底盖；；8-凸缘缘法兰；；9-(釜釜内)联联轴器；；10-搅搅拌轴。。346.8传传动装装置联轴器功能：将将两个独独立的轴轴牢固地地连在一一起,以以进行传传递旋转转运动和和功率基本要求求：最主主要是应应确保两两根联接接轴的同同心，有有时还应应具有一一定的减减少震动动缓和冲冲击的能能力功率率。套筒联轴轴器凸缘联轴轴器356.8传传动装装置轴承功能：为搅拌轴轴设置的的支承分类按承载方方向向心轴承承（主要要承载径径向荷载载）推力轴承承（主要要承载轴轴向荷载载）向心推力力轴承（（径向、、轴向荷荷载）按轴承工工作时的的摩擦性性质366.8传传动装装置减速机功能用于电动动机和工工作机之之间独立立的闭式式传动装装置，其其主要功功能是降降低转速速，并相相应增大大扭矩。。搅拌轴运运转速度度大多在在30～～600rpm范围围内，小小于电动动机的额额定转速速，因而而在电动动机出口口端大多多需设置置减速机机。类型：摆摆线针轮轮行星减减速机、、齿轮减减速机和和带减速速机；此此外，还还有无级级变速器器，调频频器也可可调速选用：应应选用釜釜用（立立式）减减速机379、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。13:51:2513:51:2513:5112/29/20221:51:25PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2213:51:2513:51Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。13:51:2513:51:2513:51Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2213:51:2513:51:25December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20221:51:25下下午午13:51:2512月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月221:51下下午12月-2213:51December29,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2913:51:2613:51:2629December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。1:51:26下下午午1:51下下午午13:51:2612月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。13:51:2613:51:2613:5112/29/20221:51:26PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2213:51:2613:51Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。13:51:2613:51:2613:51Thursday,December29,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2213:51:2613:51:26December29,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。29十二月月20221:51:26下午13:51:2612月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月221:51下午午12月-2213:51December29,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/2913