如何计算搅拌器轴功率精品文稿.ppt

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1、如何计算搅拌器轴功率第1页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算2z2、涡轮搅拌器的搅拌流型z3、装有拉力筒时的搅拌流型第2页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算3三、搅拌器轴功率计算z（一）单只涡轮在不通气条件下输入搅拌液体的功率P0的计算输入搅拌液体的功率（轴功率）：输入搅拌液体的功率（轴功率）：搅拌器以既定的转速旋转时，用以克服介质的阻力所需用的功率。P0=（N,d,g）P0:不通气时搅拌器输入液体的功率；N:搅拌转速；d：涡轮直径；：液体密度；：液体粘度；g：重力加速度第3页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算4通过因次分析及实

2、验证实，对牛顿型流体而言，可得到下列准数：第4页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算5P0:不通气时搅拌器输入液体的功率(瓦)；N:搅拌转速（转.秒）；d：涡轮直径（米）；：液体密度（公斤/米3）；：液体粘度（牛.秒/米2)；g：重力加速度第5页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算6yz在全挡板条件下，y=0z全挡板条件全挡板条件：在搅拌发酵罐中增加挡板或其他附件时，搅拌功率不增加，而旋涡基本消失。z满足全挡板条件的挡板数及挡板宽度可由下式计算：z（B/D）Z=0.4B：挡板宽度 Z：挡板数第6页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算7

3、Xz当ReM10，x=-1，液体处于滞流状态，P=KN2d3z当ReM 104，x=0，液体处于湍流状态，P=KN3d5在一般情况下，搅拌器大多在湍流状态下操作。对非牛顿型流体来说，当ReM 300，液体已呈湍流状态。第7页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算8不同搅拌器的K值第8页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算9功率准数Npz是一个无因次数，定义为功率准数NpzNp表征着机械搅拌所施于单位体积被搅拌液体的外力与单位体积被搅拌的惯性力之比。线速度 a 加速度 V 液体体积 m 液体质量 第9页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算

4、10各类搅拌器功率准数各类搅拌器功率准数Np 与雷诺准数与雷诺准数Rem的关系（的关系（1）第10页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算11各类搅拌器功率准数各类搅拌器功率准数Np 与雷诺准数与雷诺准数Rem的关系（的关系（2）第11页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算12单只涡轮在不通气条件下搅拌轴功率P0（1）zzP P0 0=N=Np pNN3 3 d d5 5(W)(W)zd:搅拌器直径(m)；N:搅拌器的转速(r/s):液体密度(kg/m3)；Np:功率准数z 液体处于湍流状态：液体处于湍流状态：（1）圆盘六平直叶涡轮 Np6（2）圆盘六弯叶

5、涡轮 Np4.7（3）圆盘六箭叶涡轮 Np3.7第12页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算13单只涡轮在不通气条件下搅拌轴功率P0（2）z对于一般发酵罐，D/d3，HL/d 3 实际搅拌轴功率:P0*=fP0z校正系数 f=1/3(D/d)(HL/d)1/2第13页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算14（二）多只涡轮在不通气条件下搅拌轴功率Pm的计算z估算式 Pm=P01+0.6(m-1)=P0(0.4+0.6m)m:涡轮个数z经验计算式 两只涡轮P2=P120.86(1+s/d)(1-s/(HL-0.9d)0.3 三只涡轮P2=P130.86(1+

6、s/d)(1-(s/(HL-0.9d)log4.5/log3)0.3第14页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算15（三）通气液体机械搅拌轴功率Pg的计算通气准数Na，它表示发酵罐内空气的表观流速与搅拌器叶端速度之比，在数学上可表示为：Pg估算式：Na 0.035时，Pg/P0=1-12.6NaNa 0.035时，Pg/P0=0.62-1.85Na第15页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算16Michel经验式z当d/D=1/3时,C=0.157z d/D=2/3时,C=0.113z d/D=1/2时,C=0.101zN(r/min),Qg(m3/mi

7、n),d(m),Pg,P0(kW)第16页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算17第17页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算18第18页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算19修正的Michel经验式zN(r/min),Qg(ml/min),d(cm),Pg,P0(kW)第19页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算20例题1第20页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算21解:已知此细菌醪为牛顿型流体。先算出ReM，由NpReM图线查出Np，自Np算出P0，再从修正的Michel式算出Pg。ReM=（16860）0.621020(1.9610-3)=5.25105 104，液体已呈湍流状态。对于六弯叶涡轮桨，Np=4.7P0=Np d5 N3 P0=4.70.65(16860)31020 =8183(w)=8.18 kW第21页，本讲稿共22页2023/2/2第三章 搅拌器轴功率计算22Pg=2.2510-3(8.18216860314200000.08)0.39 =6.61kW第22页，本讲稿共22页