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公司新聞

高溫高壓反應釜式反應器的攪拌功率

來(lái)源: 時(shí)間:2013-09-02 13:57:59 瀏覽次數:

攪拌機構的傳動(dòng)系統由電動(dòng)機、機械傳動(dòng)機構、連接機構、中間軸和支承件等組成。電動(dòng)機、變速箱和傳動(dòng)基座等安裝在反應器的蓋子上,攪拌器軸穿過(guò)蓋子裝在傳動(dòng)基座內的滾動(dòng)軸承上,通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機變速箱的輸出軸相連,或與電動(dòng)機直接相連。
攪拌機構的傳動(dòng)系統由電動(dòng)機、機械傳動(dòng)機構、連接機構、中間軸和支承件等組成。電動(dòng)機、變速箱和傳動(dòng)基座等安裝在反應器的蓋子上,攪拌器軸穿過(guò)蓋子裝在傳動(dòng)基座內的滾動(dòng)軸承上,通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機變速箱的輸出軸相連,或與電動(dòng)機直接相連。
釜內液體運動(dòng)的能量來(lái)自攪拌器,攪拌時(shí)攪拌器功率消耗的大小是液體攪拌程度和運動(dòng)狀態(tài)的量度,亦是選擇匹配電動(dòng)機功率的依據。攪拌所需要的功率取決于所期望的流型和湍動(dòng)程度,即攪拌功率是攪拌器形狀、大小、轉速和在軸上的位置及液體性質(zhì)、反應釜尺寸與內部構件的函數,功率消耗可表達為P =f(N,d, p, u, g)。
若對于給定的攪拌系統,有現成的功率曲線(xiàn)可用,則可由攪拌條件下葉輪的雷諾數查得功率函數或功率準數,據此算出不同轉速、液體a度和密度下的攪拌功率,再進(jìn)行幾何尺寸影響的校正。
在低雷諾數下,當Re 小于率曲線(xiàn)均為一段直線(xiàn),直線(xiàn)的斜率為一1,且對同一型式的攪拌器,有擋板與無(wú)擋板的功率消耗相同。由此表明:層流攪拌條件下所有攪拌器的行為一致;而在湍流攪拌條件下,當Re 大于 104時(shí),對同一型式的攪拌器,有擋板比無(wú)擋板時(shí)的功率消耗要多,且不同型式的攪拌器中渦輪式比螺旋槳式功率消耗大,帶有斜葉片的渦輪居中。六葉片渦輪式攪拌器在湍流區
和層流區的功率消耗相差不大,這類(lèi)攪拌器具有較平坦的功率曲線(xiàn),表明它們在固定轉速和有擋板情況下操作時(shí),可用來(lái)處理黏度范圍很廣的多種液體?,F在就形狀因子對攪拌功率的影響及其他攪拌系統功率的計算,分別討論如下。
1)形狀因子對攪拌功率的影響
實(shí)際使用的攪拌器多種多樣,其功率曲線(xiàn)往往不能從文獻上查得,但攪拌器的各項尺寸和葉輪直徑等都有一定的比例關(guān)系,此比值稱(chēng)為形狀因子或幾何因子。若已知形狀因子對功率準數的關(guān)系,便可根據構型相近的攪拌器的功率曲線(xiàn)加以校正,估算出該裝置的功率值,省卻了實(shí)驗測定。
釜型對攪拌功率的影響不大,但對循環(huán)流型有很大的影響。消除打漩現象后,將攪拌器從釜側壁插人或偏心安裝所消耗的功率與在擋板釜中對中安裝時(shí)所消耗的功率相近。
2)固體懸浮系統的攪拌功率
對在固液懸浮系統中達到指定懸浮狀態(tài)所需的攪拌功率,分作兩種情況討論如下:
①臨界懸浮狀態(tài)。在臨界懸浮狀態(tài)下,各種密度的固體顆粒在垂直方向上剛好全部離開(kāi)反應器底部,有效相際表面不再增加,此狀態(tài)下的攪拌速率稱(chēng)為臨界懸浮速率。當攪拌速率大于此值后,功率消耗劇增,而產(chǎn)生的效果卻很小。 
3)氣液懸浮系統的攪拌功率在發(fā)酵、廢液處理和抗菌素等生產(chǎn)中,采用的機械攪拌槽需用氣體處理懸浮液或乳濁液,多為間歇操作,以使液體混合。對此系統攪拌功率的計算:一是考慮通人氣體造成的攪拌功率的變化;二是為達到一定的氣體分散程度所需攪拌功率。
①通人氣體攪拌時(shí),由于氣體在液體中的鼓泡,降低了被攪拌液體的有效密度,因此使攪拌功率降低。 
②對于氣液間的化學(xué)反應,當化學(xué)反應速率控制過(guò)程速率時(shí),希望在盡可能長(cháng)的接觸時(shí)間下操作,此時(shí)達到指定的兩相接觸時(shí)間, 
③當通人氣量增大到一定程度,葉輪被大量氣體包圍,不能再有效地操作即達到液汽點(diǎn)時(shí),則需稍稍減小氣量,方能使液體又循環(huán)流動(dòng),并使氣泡分散將此操作點(diǎn)稱(chēng)作“再分散點(diǎn)”,由此確定了通氣量的上限口。,其單位為m3/s
4)電動(dòng)機功率的確定
攪拌裝置的設計應恰當地確定驅動(dòng)攪拌器的電動(dòng)機功率。若電動(dòng)機容量小,則達不到所要求的攪拌效果,甚至使電動(dòng)機燒壞;若容量過(guò)大,則使投資費用和操作成本增高。電動(dòng)機額定功率是根據預定操作條件下所需攪拌功率確定的。
湍流時(shí)的功率消耗大。湍流態(tài)下流體粘度對攪拌功率無(wú)影響,而層流態(tài)下,攪拌功率與黏度成正比,但流體豁度時(shí)的攪拌功率亦只接近于充分擋板化揣流攪拌條件下的攪拌功率,同時(shí)葉輪在靜止流體中開(kāi)始轉動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)功率亦只等于充分擋板化湍流條件下的攪拌功率。因此以充分擋板化條件下所需攪拌功率為攪拌功率。攪拌器距釜底的高度拭對攪拌功率尸二的影響不大,但葉片寬度,W和d/D值影響
所計算的攪拌功率為攪拌器的軸功率,即單位時(shí)間內流體需得到的能量,為電動(dòng)機輸人功率的80%。此外還應考慮攪拌器軸承密封件的機械摩擦、減速箱中的摩擦損失及電動(dòng)機中電流損失等,將匹配電動(dòng)機的額定功率進(jìn)一步放大。
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