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攪拌器功率的基本計算方法

  來源:www.cnzms.com
  對于同一類型的攪拌器來說,在功率消耗相同的條件下,大直徑、低轉速的設備,功率主要消耗于總體流動,有利于宏觀混合。小直徑、高轉速的設備,功率主要消耗于湍流脈動,有利于微觀混合。設備的放大是與工藝過程有關的復雜問題,至今只能通過逐級經驗放大,根據取得的放大判據,外推至工業規模。
  理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業功率兩個方面考慮,但在實踐中一般只考慮或主要考慮其功率,因攪拌作業功率很難予以準確測定,一般通過設定轉速來滿足達到所需的攪拌作業功率。從功率的概念出發,影響攪拌功率的主要因素如下。
 ?、?攪拌器的結構和運行參數,如型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。
 ?、?攪拌槽的結構參數,如攪拌槽內徑和高度、有無擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。
 ?、?攪拌介質的物性,如各介質的密度、液相介質黏度、固體顆粒大小、氣體介質通氣率等。
  由以上分析可見,影響攪拌功率的因素是很復雜的,一般難以直接通過理論分析方法來得到攪拌功率的計算方程。因此,借助于實驗方法,再結合理論分析,是求得攪拌功率計算公式的惟一途徑。
  由流體力學的納維爾-斯托克斯方程,并將其表示成無量綱形式,可得到無量綱關系式(11-14)。
  Np=P/ρN&sup3;dj5=f(Re,Fr)
  式中Np--功率準數
  Fr--弗魯德數,Fr=N&sup2;dj/g;
  P--攪拌功率,W.
  式(11-14)中,雷諾數反映了流體慣性力與粘滯力之比,而弗魯德數反映了流體慣性力與重力之比。實驗表明,除了在Re﹥300的過渡流狀態時,Fr數對攪拌功率都沒有影響。即使在Re﹥300的過渡流狀態,Fr數對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表示成雷諾數的函數,而不考慮弗魯德數的影響。
  由于在雷諾數中僅包含了攪拌器的轉速、槳葉直徑、流體的密度和黏度,因此對于以上提及的其他眾多因素必須在實驗中予以設定,然后測出功率準數與雷諾數的關系。由此可以看到,從實驗得到的所有功率準數與雷諾數的關系曲線或方程都只能在一定的條件范圍內才能使用。明顯的是對不同的槳型,功率準數與雷諾數的關系曲線是不同的,它們的Np-Re關系曲線也會不同。

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