搅拌器及其选型

作者:现金网平台发布日期:2020-11-01 07:00

  搅拌器及其选型_机械/仪表_工程科技_专业资料。小直径高转速搅拌机的选型及使用 目前在 SW 中国的几个工厂使用最多的搅拌设备是小直径高转速搅拌 机。其中尤其以涡轮式搅拌器(齿式叶片)为主,推进式搅拌器(桨状叶 片)为辅,其他形式的叶片就更少了。现

  小直径高转速搅拌机的选型及使用 目前在 SW 中国的几个工厂使用最多的搅拌设备是小直径高转速搅拌 机。其中尤其以涡轮式搅拌器(齿式叶片)为主,推进式搅拌器(桨状叶 片)为辅,其他形式的叶片就更少了。现仅以前二种搅拌机为例,互相学 习探讨一下相关的问题。 一、搅拌 搅拌是使釜(或槽)内物料形成某种特定方式的运动(通常为循环流 动)。 搅拌注重的是釜内物料的运动方式和剧烈程度, 以及这种运动状况对于给 定过程的适应性。 二.小直径高转速搅拌机 1.种类: (1) 。推进式搅拌器 (2) 。涡轮式搅拌器 (1)推进式搅拌器(旋桨式搅拌器) 其叶轮直径较小,通常仅为釜直径的0.2~0.5倍,但转速较高,可达 100~500r/min。 叶片端部的圆周速度较大,可达 5~15m/s。 工作原理: 工作时,推进式搅拌器如同一台无外壳的轴流泵,高速旋转的叶轮使液体作 轴向和切向运动。 液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动,流至釜底时再沿釜壁折回,并重 新返回旋桨入口, 从而形成如图3-3所示的总体循环流动, 起到混合液体的作 用。 液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动,这种圆周运动使釜中心处的 液面下凹,釜壁处的液面上升,从而使釜的有效容积减小。 下凹严重时桨 叶的中心甚至会吸入空气,便搅拌效果急剧下降。 当釜内物料为液-液或液-固多相体系时, 圆周运动还会使物料出现分层现象, 起着与混合相反的作用,故应采取措施抑制釜内物料的圆周运动。 推进式搅拌器的特点是液体循环量较大,但产生的湍动程度不高,常用于 低黏度( 2Pa· s)液体的反应、混合、传热以及固液比较小的溶解和悬浮等 过程。 (2)涡轮式搅拌器 (齿状叶片为例) 该搅拌器有多种型式。大部分盘状叶片都属此类(如齿状叶片) 其叶轮直径亦较小, 通常也仅为釜径的 0.2~0.5 倍, 转速可达 10 ~ 500 r/min, 叶端圆周速度可达 4~ 10m/s。 工作原理 工作时,涡轮式搅拌器如同一台无外壳的离心泵,高速旋转的叶轮使釜内液 体产生切向和径向运动。 沿叶轮半径方向高速流出的液体推动釜内液体流向釜壁, 遇阻后分别形成 上、下两条回路重新流回搅拌器入口,从而形成如图 3-5 所示的总体循环 流动。流出液体切向分速度会使釜内液体产生圆周运动,应采取措施予以 抑制。 与推进式搅拌器相比, 此类搅拌器所产生的总体循环流动的回路更为曲折, 且由于出口流速较高,因而叶端附近的液体湍动更为强烈,从而产生较大 的剪切力。 涡轮式搅拌器不仅能产生较大的液体循环量,而且可对桨叶外缘附近的液体 产生较强的剪切作用,常用于黏度小于50Pa· s的液体的反应、混合、传热以 及固体在液体中的溶解、悬浮和气体分散等过程。 但对于易分层物料,如含有较重颗粒的悬浮液,此类搅拌器则不适用 三、搅拌过程的强化 1、提高搅拌器的转速 2、打旋现象及其消除 1、提高搅拌器的转速 对于特定的搅拌器,叶轮旋转所产生的压头与转速的平方成正比,因此适 当提高转速可提高叶轮旋转所产生的压头, 亦即可向液体提供更多的能量, 从而提高搅拌效果。 (但是,对于变频调速的搅拌机,在工频 50Hz 以下, 随着转速的增加,转矩不变,电机的输出功率会增加,对应电流会增大; 对于在工频 50Hz 以上运行时,随着转速的增加,电机的输出功率不变, 转矩减少,会出现堵车烧毁马达的现象。特别需要注意的是,对于一般的 。 防爆电机长时间在低转速下运转, 会由于马达自身散热不良而使得定子绝 缘下降从而影响电机的使用寿命) ; 2、打旋现象及其消除 (1)打旋现象 (2)打旋现象对搅拌的影响 (3)打旋现象的消除方法 (1)打旋现象(简单的可以理解为液体只沿着容器内壁做打转,做圆周运动) 若搅拌器安装于釜的中心,且釜内壁光滑并无其他构件,则旋转的叶轮可使 排出的液体具有一定的切向分速度,从而产生圆周运动。 若液体为低黏度液体,且叶轮转速足够高,则液体会在离心力的作用下涌向 釜壁,并沿釜壁上升,而釜中心处的液面将下凹,结果形成了一个漏斗形的 旋涡,且叶轮的转速越大,旋涡的下凹深度就越深,这种现象称为打旋。 (2)打旋现象对搅拌的影响 在搅拌操作中,若发生打旋现象,搅拌效果就会急剧下降。 打旋严重时,甚至会使全部液体仅随叶轮旋转,而各层液体之间几乎不发生 轴向混合。 对于固-液悬浮体系,打旋还会促进体系产生分层或分离,使其中的固体颗粒 被甩至釜壁而沉陷于釜底。 当旋涡下凹至一定深度并使叶轮中心部位暴露于空气中时,叶轮便会吸入空 气,从而引起液体的表观密度下降,此时搅拌功率显著减小,搅拌效果显著 降低。 打旋还会造成搅拌功率不稳定,从而加剧搅拌器的振动和搅拌轴的磨损,甚 至使其无法工作。 为强化搅拌操作,提高搅拌效果,必须抑制打旋现象。 (3)打旋现象的消除方法 ①设计方面:a).设置挡板 ; b).偏心安装 ; c).设置导流筒 ②使用方面: a). 控制最小搅拌量;搅拌釜内物料的多少是产生打旋现象的一个重要因素, 应该针对不同规格的搅拌机,制定严格的最小生产量,禁止低于最小搅拌量 长时间高速运转。少量高速长时间运转不仅搅拌效果达不到要求,而且对设 备本身也有危害,曾经我们的一家公司的一个平台上的叶片出现过裂纹的现 象; b). 控制搅拌速度;搅拌速度是产生打旋现象的另一个重要因素。对于刚投 少量料的时候,不宜启用过快的搅拌速度,对于在一边投料(特别是密度较 高的粉料时) ,应该将转速先将转速降下来,低速搅拌一会儿在逐渐升到设 定的高速;严禁搅拌机在无物料的情况下高速搅拌; c). 一次投料情况:投料情况对搅拌效果和搅拌设备会有较大的影响,因此 一次投料量不宜太多太快,特别是密度大的固体物料,更不宜一次投入太多 太快,而且应尽可能的在低转速下投入;曾经发生过,有的公司在投桶装锌 粉时将直径 100 的搅拌轴撞弯。 d).注意釜(槽)内液位的下降情况,在一定量物料一定转速下不产打旋现象 的情况,当物料液位下降到一定高度后,在同样转速的情况下,就有可能产 生打旋现象。 因此, 对于一边包装一边搅拌的情况下, 要随时观察搅拌情况, 防止产生打旋现象,升值空转的现象,最好是随着液位的降低,不断的降低 搅拌机的转速。 e).根据不同的产品选用不同的类型的搅拌设备。 谢谢!


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