工业搅拌器资料

工业搅拌器Industrial

agitator——生化制药1232班

第三组2014年11月12日目录12推进式和涡轮式搅拌器的结构特点推进式搅拌器涡轮式搅拌器应用提高搅拌器措施打旋现象导致后果提高搅拌器的措施搅拌器的选型3设备选型应遵循的原则搅拌器的选用适用条件不同过程搅拌器的选用4选用的原则主要的问题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

7～10m/s，最高达15

m/s。图（1）推进式搅拌器1.1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，属于循环型搅拌器表1、推进式搅拌器常用参数常用尺寸常用运转条件常用介质粘度范围流动状态备注d/D=0.2～n=100～小于轴流型，循环最高转速可达0.5(以500r/2Pa·s速率高，剪切1750r/min:0.33居多)m力小。采用挡最高叶端线速p/d=1,2in板或导流筒则度可达25m/s。Bn=2,3,4(v=3～轴向循环更强转速在以3居多)15m/s500r/min以p－螺距下，适用介质粘度可达50Pa.s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1.2涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器分为开式盘式开式有：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。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常用运转条件常用介质粘度范围流动状态备注d/D=0.2～0.5n=10～<50Pa·s，平直叶、最高转速可达(以0.33居多)300r/m折叶和后弯后弯叶为600r/minb/d=0.2in叶<10Pa·s径向流型。圆盘上下液体Bn=,3,4,6,8v=4～在有挡板的混合不如开(以6居多)10m/s时以桨叶式涡轮开式涡轮折叶式θ=30°,45°,折叶式v=2～为界形成上下两个60°6m/s循环流。后弯式ß=30°,50°,折叶的还60°有轴向分ß后弯角流，近于轴流型盘式涡轮d:l:b=20:5:4n=10～<50Pa·s，d/D=0.2～0.5300r/m折叶和(以0.33居多)in后弯叶Bn=4,6,8v=4～<10Pa·sθ=45°,60°10m/sß=45°折叶式v=2～6m/s2

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。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）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。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粘度安装方式低粘度（<7Pa·s）垂直纵向安装在内壁上，上部伸出液面，下部到达釜底中等粘度（7~10Pa·s）液体或固液体系，应使挡板离开釜壁高粘度（>10Pa·s）应使挡板离开釜壁并与壁面倾斜粘度>12Pa·s无需安装挡板挡板安装方式与粘度的关系加了挡板的搅拌机↓不加挡板↗有挡板时的流动情况↓，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。2.3.2偏心安装搅拌器导流筒为一圆筒体，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。2.3.3设置导流筒导流筒的安装方式导流筒→←挡板3搅拌器的选型搅拌器选型一般从三个方面考虑搅拌目的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按搅拌目的选型仅考虑搅拌目的时搅拌器的选型搅拌目的挡板条件推荐形式流动状态互溶液体的混合及在其中进行化学反应无挡板三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、桨式、圆盘涡轮湍流(低粘流体)有导流筒三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式有或无导流筒桨式、螺杆式、框式、螺带式、锚式层流(高粘流体)固—液相分散及在其中溶解和进行化学反应有或无挡板桨式、六叶折叶开启式涡轮湍流(低粘流体)有导流筒三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式有或无导流筒螺带式、螺杆式、锚式层流(高粘流体)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）液—液相分散（不互溶的液体）及在其中强化传质和进行化学反

应有挡板圆盘涡轮、六叶折叶开启涡轮湍流(低粘流体)有反射物三叶折叶涡轮有导流筒三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式有或无导流筒螺带式、螺杆式、锚式层流(高粘流体)气—液相分散及在其中强化传质和进行化学反应有挡板圆盘涡轮、闭式涡轮湍流(低粘流体)有反射物三叶折叶涡轮有导流筒三叶折叶涡轮、六叶折叶开启涡轮、推进式有导流筒螺杆式层流(高粘流体)无导流筒锚式、螺带式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。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搅拌器型式混合（低粘度均相液体）循环流量推进式、涡轮式，要求不高时用桨式混合（高粘度液体）①循环流量

②低转速涡轮式、锚式、框式、螺带式、带挡板式的桨式分散（非均相液体）①液滴大小（分散度）②循环流量涡轮式溶液反应（互溶体系）①湍流强度

②循环流量涡轮式、推进式、桨式固体悬浮①循环流量

②湍流强度按固体颗粒的粒度、含量及密度决定采用桨式、推进式或涡轮式固体溶解①

剪切作用

②循环流量涡轮式、推进式、桨式气体吸收①剪切作用②循环流量③高转速涡轮式结晶①循环流量②剪切作用③低转速按控制因素采用涡轮式、桨式或桨式的变形传热①循环流量

②传热面上高流速桨式、推进式、涡轮式4设备选型应遵循的原则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：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。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。考虑的主要问题设备的主要参数选择生产率：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；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；4.2.2

设备的可靠性和维修性.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；设备的维修性设备的技术图纸、资料齐全。便于维修人员了解设备结构，易于拆装、检查。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，便于检查与维修标准化、组合化原则。结构先进。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