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影響反應釜攪拌器功率的因素

來源: 時間:2018-12-28 13:33:49 次數:

反應釜攪拌器的功率與槽內造成的流動狀態有關,所以影響流動狀態的因素必然也是影響攪拌器功率的因素。反應釜攪拌器的幾何參數與運轉參數:漿徑,漿寬,槳葉角度,將轉速,槳葉數量,槳葉離槽底安裝高度等等。
反應釜攪拌器的功率與槽內造成的流動狀態有關,所以影響流動狀態的因素必然也是影響攪拌器功率的因素。反應釜攪拌器的幾何參數與運轉參數:漿徑,漿寬,槳葉角度,將轉速,槳葉數量,槳葉離槽底安裝高度等等。反應釜攪拌槽的幾何參數:槽內徑,液體深度,擋板寬度,擋板數量,導流筒尺寸等。攪拌介質的物性參數:液相的密度液相的粘度還有重力加速等。

因為攪拌器的功率是從攪拌器本身的幾何參數運轉條件來研究其動力消耗的,所以在影響因素中看不到攪拌目的不同的影響。換句話說,只要上面這些參數相同,不問是進行什么攪拌過程,所得到的攪拌器功率都是相同的。上述這些影響因素歸納起來可稱為漿、槽的幾何變量、漿的操作變量以及影響功率的物理變量。設法找到這些變量與功率的關系,也就是解決攪拌器功率計算的問題。

㈠攪拌器功率計算中的準數關系

攪拌器功率的影響變量如此之多,使研究工作很困難。這些變量對功率的影響并不相同,應當找到哪些是主要的影響因素,同時還應將一些變量劃定的范圍,才好研究。

要弄清楚影響因素與功率的關系,目前都是采用相似論和因次分析的方法,它可以將有關的大量的幾何變量、操作變量和物理變量轉換成少量有意義的可作為設計基礎的無因次數群。相似論的一種做法是先建立一個描述攪拌流動狀態的數學關連式,然后將這個關連式改寫成無因次形式。

我們知道,攪拌介質的流動,應遵守質量和動量的守恒定律。對于密度一定的牛頓型流體,表示局部壓力和局部速度關系的是奈維一斯托克斯方程式就可得到奈維一斯托克斯方程式的無因次形式。為此我們可以將漿徑作為特性長度量,將攪拌器轉速倒數作為特性時間量,將液體密度與漿徑立方之積作為特性質量,將槳葉直徑和攪拌轉速之積作為特性度量,進而導出無因次速度和無因次壓力,代入奈維一斯托克斯即得其無因次形式。從這個無因次方程中可以看出,無因次壓力,代入奈維一斯托克斯方程即得其無因次形式。從這個無因次方程式中可以看出,無因次速度和無因次壓力都是兩個無因次數群—雷偌準數和函數。其中歐表示流體慣性力與粘滯力之比,表示流體慣性力與與重力之比。

功率是攪拌器的轉速與所加距的乘積,而扭距可以從槳葉表面的局部壓力分布而得,這樣就可以求出無因次之間的關系。

㈡全擋板條件

由上文已知,擋板是改變槽內流動狀態的一種攪拌槽的附件。研究較多的是側壁直立擋板。實驗證明,擋板的寬度、數量以及安裝法方都影響流動,也都影響功率的大小。

攪拌器的功率最大,這種擋板條件叫作全擋板條件。也可以這樣說,當擋板符合全擋板條件時,即使再增加附件,攪拌器的功率也不再增大了。一般認為,當取4塊擋板,其寬度即可接近全擋板條件。

槽內設置的其他能阻礙水平回轉流的構件如蛇管等也能起擋板的作用。在沒有擋板的設備中,當其它靜止構件滿足時也可認為具有全擋板的作用。叫作擋板條件系數。式中是所有內部構件在垂直于液體環流方向的投影面積總和。某些攪拌器在槽內偏心安裝或者傾斜插入時,借槽壁的阻礙作用也可起到擋板的效果。
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