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反应釜搅拌器的功率有那些影响因素
添加人:威海汇鑫

反应釜搅拌器的功率与槽内造成的流动状态有关,所以影响流动状态的因素必然也是影响搅拌器功率的因素。反应釜搅拌器的几何参数与运转参数:浆径,浆宽,桨叶角度,将转速,桨叶数量,桨叶离槽底安装高度等等。反应釜搅拌槽的几何参数:槽内径,液体深度,挡板宽度,挡板数量,导流筒尺寸等。搅拌介质的物性参数:液相的密度液相的粘度还有重力加速等。
因为搅拌器的功率是从搅拌器本身的几何参数运转条件来研究其动力消耗的,所以在影响因素中看不到搅拌目的不同的影响。换句话说,只要上面这些参数相同,不问是进行什么搅拌过程,所得到的搅拌器功率都是相同的。上述这些影响因素归纳起来可称为浆、槽的几何变量、浆的操作变量以及影响功率的物理变量。设法找到这些变量与功率的关系,也就是解决搅拌器功率计算的问题。
㈠搅拌器功率计算中的准数关系
搅拌器功率的影响变量如此之多,使研究工作很困难。这些变量对功率的影响并不相同,应当找到哪些是主要的影响因素,同时还应将一些变量划定的范围,才好研究。
要弄清楚影响因素与功率的关系,目前都是采用相似论和因次分析的方法,它可以将有关的大量的几何变量、操作变量和物理变量转换成少量有意义的可作为设计基础的无因次数群。相似论的一种做法是先建立一个描述搅拌流动状态的数学关连式,然后将这个关连式改写成无因次形式。
我们知道,搅拌介质的流动,应遵守质量和动量的守恒定律。对于密度一定的牛顿型流体,表示局部压力和局部速度关系的是奈维一斯托克斯方程式就可得到奈维一斯托克斯方程式的无因次形式。为此我们可以将浆径作为特性长度量,将搅拌器转速倒数作为特性时间量,将液体密度与浆径立方之积作为特性质量,将桨叶直径和搅拌转速之积作为特性度量,进而导出无因次速度和无因次压力,代入奈维一斯托克斯即得其无因次形式。从这个无因次方程中可以看出,无因次压力,代入奈维一斯托克斯方程即得其无因次形式。从这个无因次方程式中可以看出,无因次速度和无因次压力都是两个无因次数群—雷偌准数和函数。其中欧表示流体惯性力与粘滞力之比,表示流体惯性力与与重力之比。
功率是搅拌器的转速与所加距的乘积,而扭距可以从桨叶表面的局部压力分布而得,这样就可以求出无因次之间的关系。
㈡全挡板条件
由上文已知,挡板是改变槽内流动状态的一种搅拌槽的附件。研究较多的是侧壁直立挡板。实验证明,挡板的宽度、数量以及安装法方都影响流动,也都影响功率的大小。
搅拌器的功率较大,这种挡板条件叫作全挡板条件。也可以这样说,当挡板符合全挡板条件时,即使再增加附件,搅拌器的功率也不再增大了。一般认为,当取4块挡板,其宽度即可接近全挡板条件。
槽内设置的其他能阻碍水平回转流的构件如蛇管等也能起挡板的作用。在没有挡板的设备中,当其它静止构件满足时也可认为具有全挡板的作用。叫作挡板条件系数。式中是所有内部构件在垂直于液体环流方向的投影面积总和。某些搅拌器在槽内偏心安装或者倾斜插入时,借槽壁的阻碍作用也可起到挡板的效果。
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