目(mu)前,對均相系統攪拌(ban)功(gong)率(lv)的(de)研究(jiu)比較多,功(gong)率(lv)計算(suan)可通過算(suan)圖和數學關聯式(shi)進行。由于(yu)這些研究(jiu)結論都是(shi)通過實(shi)驗得(de)出(chu)的(de),而實(shi)驗又是(shi)在一定限定條件(jian)下開展的(de),所以應用這些算(suan)圖或(huo)公(gong)式(shi)時,其攪拌(ban)器必須相同,且(qie)滿足幾何(he)相似條件(jian)。
(1)Rushton算圖(tu)(tu)——推進(jin)式(shi)、渦輪和(he)槳(jiang)式(shi)攪(jiao)拌(ban)器功率(lv)計算圖(tu)(tu)
Rushton等(deng)人對攪(jiao)(jiao)拌裝置多種型式的攪(jiao)(jiao)拌器在液(ye)體黏度1X10-3~40Pa.s以內、Re在106以內進行了(le)(le)實驗,并測定了(le)(le)攪(jiao)(jiao)拌功(gong)率(lv),得到(dao)了(le)(le)功(gong)率(lv)準數NP和(he)雷諾數Re關系的算圖。
由關系(xi)圖可見,在低雷諾(nuo)數(Re≤10)的層(ceng)流(liu)區(qu)內,流(liu)體不會打漩,重(zhong)力影響可忽略,功(gong)率(lv)(lv)(lv)曲線為(wei)(wei)斜率(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)-1的直線;當(dang)10≤Re≤10000時為(wei)(wei)過渡流(liu)區(qu)。功(gong)率(lv)(lv)(lv)曲線為(wei)(wei)以(yi)下凹曲線;當(dang)Re>10000時,流(liu)動進入充分湍流(liu)區(qu),功(gong)率(lv)(lv)(lv)曲線呈一(yi)(yi)水(shui)平線,即(ji)NP與(yu)Re無關,為(wei)(wei)一(yi)(yi)恒定值。用式(1-2)計算攪拌裝置功(gong)率(lv)(lv)(lv)時,功(gong)率(lv)(lv)(lv)準數NP可直接從(cong)關系(xi)圖查得。
需要指出(chu)關系圖(tu)所示的(de)功(gong)率曲線只適用于圖(tu)示十二種(zhong)攪拌器的(de)幾(ji)何比(bi)例關系。如果比(bi)例關系不同,功(gong)率準數NP也不相同。
(2) 二(er)葉(xie)平漿和二(er)葉(xie)斜槳
可由算(suan)圖查得NP值后(hou)直接按式(shi)(1-2)進(jin)行計算(suan)。也(ye)可按永田進(jin)治提(ti)出的攪拌(ban)功(gong)率計算(suan)式(shi)進(jin)行計算(suan)
①無擋板時的攪(jiao)拌功率(lv)
按式(2-26)計(ji)算(suan),當b/D≤0.3時(shi),p的(de)算(suan)式中(zhong)包含四次方(fang)的(de)項可忽略。
在無擋板(ban)攪拌設(she)備(bei)內進行湍流操作時,式(shi)(shi)(2-26)也能用于(yu)近似計算多層(ceng)葉(xie)(xie)輪或(huo)一(yi)葉(xie)(xie)輪上有多于(yu)兩(liang)個葉(xie)(xie)片的情(qing)況(kuang),其條件(jian)是葉(xie)(xie)片不(bu)是曲面,各層(ceng)葉(xie)(xie)輪的葉(xie)(xie)片傾角θ和(he)葉(xie)(xie)輪直(zhi)徑d必須(xu)一(yi)致,且葉(xie)(xie)片寬度b和(he)葉(xie)(xie)片總數Z(當有NS層(ceng)葉(xie)(xie)輪時Z=NSXBN)的乘積相等。如六平(ping)直(zhi)葉(xie)(xie)開啟式(shi)(shi)渦輪,可看(kan)作是葉(xie)(xie)寬為4b的二(er)葉(xie)(xie)槳(jiang)式(shi)(shi)葉(xie)(xie)輪。
②有(you)擋板(ban)時的攪拌功率
在湍流狀態下插入(ru)擋(dang)板(ban)會(hui)使攪(jiao)拌功(gong)率大幅提高,當擋(dang)板(ban)寬(kuan)度Wb和擋(dang)板(ban)數nb滿(man)足下列關(guan)系時,攪(jiao)拌設備(bei)功(gong)率達到最大值。
3) 三葉后彎攪拌器
三葉后彎攪拌器必須配指形擋板,才能得到良好的攪拌效果。當Re>5X103時,Np只與結構參數有關,可按式(2-30)計算。
適用條件:σ=15°, β=50°,φ=9°,菱(ling)形斷面:C/D=0.14 , e1/D=0.37,e2/D=0.73,e3/D=0(結構見(jian)圖2-7所(suo)示)。
目(mu)前,國內許多制造和研究攪(jiao)拌(ban)設(she)備的(de)生產廠家(jia)(jia),針(zhen)對本廠開發(fa)的(de)通用(yong)或特殊攪(jiao)拌(ban)器都(dou)進行了一系列實(shi)驗研究,繪制了相應(ying)攪(jiao)拌(ban)器的(de)功率準數曲線。在攪(jiao)拌(ban)器選用(yong)時(shi),可直接(jie)委托攪(jiao)拌(ban)設(she)備生產廠家(jia)(jia)計算攪(jiao)拌(ban)功率。