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恒奧德攪拌器攪拌功率的基本計(jì)算方法
攪拌功率的基本計(jì)算方法
理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮，但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，因攪拌作業(yè)功率很難予以準(zhǔn)確測(cè)定，一般通過(guò)設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速來(lái)滿(mǎn)足達(dá)到所需的攪拌作業(yè)功率。從攪拌器功率的概念出發(fā)，影響攪拌功率的主要因素如下。
① 攪拌器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數(shù)量、攪拌器的轉(zhuǎn)速等。
?、?攪拌槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如攪拌槽內(nèi)徑和高度、有無(wú)擋板或?qū)Я魍病醢宓膶挾群蛿?shù)量、導(dǎo)流筒直徑等。
③ 攪拌介質(zhì)的物性，如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。
由以上分析可見(jiàn)，影響攪拌功率的因素是很復(fù)雜的，一般難以直接通過(guò)理論分析方法來(lái)得到攪拌功率的計(jì)算方程。因此，借助于實(shí)驗(yàn)方法，再結(jié)合理論分析，是求得攪拌功率計(jì)算公式的惟一途徑。
由流體力學(xué)的納維爾-斯托克斯方程，并將其表示成無(wú)量綱形式，可得到無(wú)量綱關(guān)系式(11-14)。
Np=P/ρN³dj5=f(Re，F(xiàn)r)
式中Np--功率準(zhǔn)數(shù)
Fr--弗魯?shù)聰?shù)，F(xiàn)r=N²dj/g;
P--攪拌功率，W。
式(11-14)中，雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘滯力之比，而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗(yàn)表明，除了在Re>300的過(guò)渡流狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)r數(shù)對(duì)攪拌功率都沒(méi)有影響。即使在Re>300的過(guò)渡流狀態(tài)，F(xiàn)r數(shù)對(duì)大部分的攪拌槳葉影響也不大。因此在工程上都直接把功率因數(shù)表示成雷諾數(shù)的函數(shù)，而不考慮弗魯?shù)聰?shù)的影響。
由于在雷諾數(shù)中僅包含了攪拌器的轉(zhuǎn)速、槳葉直徑、流體的密度和黏度，因此對(duì)于以上提及的其他眾多因素必須在實(shí)驗(yàn)中予以設(shè)定，然后測(cè)出功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。由此可以看到，從實(shí)驗(yàn)得到的所有功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)或方程都只能在一定的條件范圍內(nèi)才能使用是對(duì)不同的槳型，功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)是不同的，它們的Np-Re關(guān)系曲線(xiàn)也會(huì)不同。
類(lèi)型
旋槳式攪拌器
由2~3片推進(jìn)式螺旋槳葉構(gòu)成(圖2)，工作轉(zhuǎn)速較高，葉片外緣的圓周速度一般為5~15m/s。旋槳式攪拌器主要造成軸
向液流，產(chǎn)生較大的循環(huán)量，適用于攪拌低粘度 (<2Pa·s)液
體、乳濁液及固體微粒含量低于10%的懸浮液。攪拌器的轉(zhuǎn)軸
也可水平或斜向插入槽內(nèi)，此時(shí)液流的循環(huán)回路不對(duì)稱(chēng)，可增
加湍動(dòng)，防止液面凹陷。
渦輪式攪拌器
由在水平圓盤(pán)上安裝2~4片平直的或彎曲的葉片
所構(gòu)成。 槳葉的外徑、寬度與高度的比例，一般為20:5:4，
圓周速度一般為 3~8m/s。渦輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)造成高度湍動(dòng)的
徑向流動(dòng)，適用于氣體及不互溶液體的分散和液液相反應(yīng)
過(guò)程。被攪拌液體的粘度一般不超過(guò)25Pa·s。
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