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搅拌器功率计算【搅拌器功率的常用计算方法

论文】

搅拌器功率的常用计算方法论文 关键词：搅拌器

功率；

搅拌设备；

计算方法 1搅拌器功率的概念具有一定结构

形状的设备中装有一定物性的液体，其中用一定型式的搅拌器以一定转速进行搅拌时，将对液体做功并使之发生流动，这时为使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。

2影响搅拌器功率的因素 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。如：

搅拌器的几何参数与运转参数：浆径dj，浆宽b，浆叶角度。，浆转速n，浆叶数量z，浆叶离槽底安装高度c等等。

搅拌槽的几何参数：槽内径D，液体深度H，挡板宽度

W，挡板数量z1，导流筒尺寸等。

搅拌介质的物性参数：液相的密度，液相的黏度U，还有重力加速度g等。

在研究搅拌器功率的时候，有两个重要的参数，雷诺准数Re和弗鲁德准数Fr的函数。其中Re=n?dj2?/r表示流体惯性力与粘滞力之比，Fr=n2?dj/g表示流体惯性力与重力之比。

3几种常见的功率计算方法 搅拌设备常用的功率计

算方法有公式法、算图法、实验推荐值法及按搅拌等级决定功率法等。

3.1公式法 通用的搅拌功率计算公式为：

公式（1）适用于无挡板且300re104时的过渡流搅拌，公式（2）适用于re104或Re300时的搅拌状态，公式（2）只是在公式（1）的基础上忽略了流体重力和粘滞力的影响而得出的，二者无本质区别。在公式（2）中，由于密度、转速n和叶轮直径dj三个参数很容易求的，故计算搅拌功率的关键是求出功率准数NP。

最常用的计算功率准数NP的公式是永田进治公式，对于无挡板搅拌罐的情况，永田进治对双叶平浆或双叶斜浆得到如下的搅拌功率计算式：

永田公式的适用范围：在有挡板的情况下，永田公式可解决单层的二叶浆式、直叶涡轮、折页涡轮、盘式涡轮、锚式、框式等许多常用搅拌叶轮在全雷诺数域的搅拌功率问题；

在无挡板情况下，还能用于多层浆式、直叶涡轮、折叶涡轮。

永田公式不适用的范围：不能计算弯曲形叶片，如三叶后掠式、布鲁马金式、螺带式和螺杆式等叶轮；

对于低粘度物系不能用于有挡板情况下计算多层叶轮的搅拌功率。

由于永田公式基本上包含了常用的搅拌型式，所以对于永田公式适用范围外的搅拌型式的搅拌功率计算方法，本文不再做详细介绍。

3.2算图法除了用公式法计算功率准数NP之外，还可以利用算图法计算功率准数NP，进而求的搅拌功率。目前常用的算图方法主要有三种，Rushton算图、Bates算图和EKATO算图。Rushton算图主要给出了推进式、涡轮式和浆式搅拌器的NP算图，详见文献［3］中的图3-1；

Bates算图主要给出了开启式涡轮、圆盘涡轮搅拌器的NP算图，且都是用于罐内有4块挡板的全挡板条件的，且d/D=1/3、C/D=1/3、H=D，详见文献中的图3-2；

EKATO公司的算图详见文献［3］的图中的3-3，它给出了6片折叶开启式涡轮，锚式，锯齿圆盘涡轮等多种浆型的NP算图。

3.3推荐值法 推荐值法是从搅拌作业功率的观点决

定搅拌过程的功率。通过从生产和小型试验得到的功率数据（这些数据都和具体的搅拌过程、搅拌器型式相联系），来确定能满足这一功率要求的搅拌器的尺寸与运转参数，进而归纳总结，给出几种常用的搅拌过程对应的搅拌功率。

搅拌过程中的功率值不仅与液体宏观的循环流动相联系，而且与微观的流体动力过程相联系。液体的单位体积的平均搅拌功率的大小，常以用来反映搅拌的难易程度。同样一种搅拌过程，取液体单位体积的平均搅拌功率可