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淺談化工設備中攪拌器的設計問(wèn)題
論文導讀：將攪拌裝置安裝在立式設備筒體的中心線(xiàn)上。能防止液體在攪拌器附近產(chǎn)生“圓柱狀回轉區”。根據SH/T3150-2007《石油化工攪拌器工程技術(shù)規定》中要求攪拌器應按照使用壽命至少為20年。
關(guān)鍵詞：攪拌器，設備，化工
一、攪拌器裝置的分類(lèi)、構成和功能
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1．立式容器中心攪拌。將攪拌裝置安裝在立式設備筒體的中心線(xiàn)上，驅動(dòng)方式一般為皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，用普通電機直接聯(lián)接或與減速機直接聯(lián)接。
2．偏心式攪拌。攪拌裝置在立式容器上偏心安裝，能防止液體在攪拌器附近產(chǎn)生“圓柱狀回轉區”，可以產(chǎn)生與加擋板時(shí)相近似的攪拌效果。
3．傾斜式攪拌。為了防止渦流的產(chǎn)生，對簡(jiǎn)單的圓筒形或方形敞開(kāi)的立式容器，可將攪拌裝置用夾板安裝在設備筒體的上邊緣，攪拌軸直接插到筒體內。發(fā)表論文，設備。
4．臥式容器攪拌。攪拌裝置安裝在臥式容器上，可以降低安裝高度，提高攪拌設備的抗震性，改進(jìn)懸浮液的狀態(tài)等。
5．臥式雙軸攪拌。這種攪拌裝置主要應用在高黏液體。采用臥式雙軸攪拌設備的目的是要獲得自清潔效果。
6．底攪拌。攪拌裝置在設備底部，稱(chēng)為底攪拌設備。
7．組合式攪拌。有時(shí)為了提高混合效率，需要將兩種或兩種以上形式不同、轉速不同的攪拌裝置組合起來(lái)使用，稱(chēng)為組合式攪拌設備。
8．旁入式攪拌。旁入式攪拌裝置是將攪拌裝置安裝在設備筒體的側壁上。對于旁入式攪拌利用推進(jìn)式攪拌器，在消耗同等功率情況下，能得到最高的攪拌效果。
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攪拌器裝置一般是由傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、機架、攪拌軸、軸封、攪拌器等部分構成的。如圖1：
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攪拌器的功能簡(jiǎn)單的說(shuō)就是提供攪拌過(guò)程所需要的能量和適宜的流動(dòng)狀以達到攪拌過(guò)程的目的。發(fā)表論文，設備。這一作用由運動(dòng)著(zhù)的葉輪所產(chǎn)生，因此，葉輪的外形、尺寸、數量還有轉速對攪拌器的功能形成了直接的影響。同時(shí)攪拌器的功能發(fā)揮還與攪拌介質(zhì)的物性和工作環(huán)境有關(guān)。另外，攪拌罐的形狀、尺寸、擋板的設置情況、物料在罐中的進(jìn)出方式都屬于工作環(huán)境的范疇，以及攪拌器在罐內的安裝位置，種種因素都能對攪拌器的功能形成不同程度的影響。
攪拌功率是攪拌過(guò)程進(jìn)行時(shí)需要的動(dòng)力，包含攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率，內涵不同卻又有聯(lián)系的。能夠使攪拌器連續運轉所需要的功率就是攪拌器功率。而把攪拌器使攪拌罐中的液體以最佳方式完成攪拌過(guò)程所需要的功率就是攪拌作業(yè)功率。最理想的狀況是攪拌器的功率等于攪拌作業(yè)功率。
二、攪拌器在化工設備中的設計
?。ㄒ唬┰O計工序
攪拌器的設計造型要與攪拌作業(yè)目的緊密結合。各種不同的攪拌過(guò)程需要由不同的攪拌器運行來(lái)實(shí)現，在設計造型時(shí)首先要根據對攪拌作業(yè)的目的和要求，確定攪拌器型式、電動(dòng)機功率、攪拌速度，然后選擇減速機、機架、攪拌軸、軸封等各部件。一般而言，化工設備中的攪拌器的設計工序為：設定和確認攪拌的條件→選定攪拌葉輪型式及內構件→確定葉輪尺寸及轉速→計算攪拌功率→攪拌裝置機械設計。具體設計工序如下：
1.按照工藝條件、攪拌要求和目的，選擇攪拌器樣式，并充分掌握攪拌器的動(dòng)力特性和攪拌器在攪拌過(guò)程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)，以及各種與攪拌目的的影響因素和關(guān)系。
2.按照所確定的攪拌器型式及攪拌器在攪拌過(guò)程中所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)，工藝對攪拌混合時(shí)間、分散度、沉降速度的控制要求，通過(guò)實(shí)驗手段和計算機模擬設計，確定電動(dòng)機功率、攪拌速度、攪拌器直徑。
3.按照電動(dòng)機功率、攪拌速度及工藝條件，從減速機選型表中選擇確定減速機型號。如果按照實(shí)際工作扭矩來(lái)選擇減速機，則實(shí)際工作扭矩必須小于減速機許用扭矩。
4.按照減速機的輸出軸頭d和攪拌軸系支承方式選擇與d相同型號規格的機架、聯(lián)軸器。
5.按照機架攪拌軸頭尺寸、安裝容納空間及工作壓力、工作溫度選擇軸封型式。
6.按照安裝形式和結構要求，設計選擇攪拌軸結構型式，并校檢其強度、剛度；如按剛性軸設計，在滿(mǎn)足強度條件下n/nk≤0.7；如按柔性軸設計，在滿(mǎn)足強度條件下n/nk>=1.3
7.按照機架的公稱(chēng)心寸、攪拌器軸的擱軸型式及壓力的等級、選擇安裝底蓋、凸緣底座或凸緣法蘭。
根據SH/T3150-2007《石油化工攪拌器工程技術(shù)規定》中要求攪拌器應按照使用壽命至少為20年，預期不間斷連續操作2年以上進(jìn)行設計和制造。發(fā)表論文，設備。
?。ǘ嚢杵鞴嘟Y構的設計
1.罐體的長(cháng)徑比。發(fā)表論文，設備。發(fā)表論文，設備。罐體長(cháng)徑比對攪拌功率的影響，需要較大攪拌功率的，長(cháng)徑比可以選得小些；罐體長(cháng)徑比對傳熱的影響，積一定時(shí)，長(cháng)徑比越大，表面積越大，越利于傳熱；并且此時(shí)傳熱面距罐體中心近，物料的溫度梯度就越大，有利于傳熱效果。因此，單純從夾套傳熱角度考慮，一般希望長(cháng)徑比大一些。物料特性對罐體長(cháng)徑比的要求，需要足夠液料高度的，希望長(cháng)徑比大些。
2．攪拌罐裝料量。已知長(cháng)徑比H/Di、
稱(chēng)容積Vg：操作時(shí)盛裝物料的容積
1）裝料系數η
Vg＝V
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