淺談攪拌容器的設計及計算

2015-5-16 9:33:23

攪拌容器的設計　
攪拌容器的設計思路 根據設計要求，要求攪拌器的容積在 500 升左右，液體粘度為 0.3Pa.s，液體的密度為ρ1500kg/m3，運轉速度為 40r/min，v5m/s。結合實際條件，本課題選用筒式攪拌器。將攪拌器的外殼設計成圓筒形，攪拌器旋轉時，把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動的充分混和區，并產生一股高速射流，使流體具有較高的壓頭，推動液體在攪拌容器內循環流動。在圓筒的導流作用下，介質從簡體的頂部和底部流入筒內，完成一個循環，使介質產生高速的徑向流和軸向流，同時加大介質流量，介質流動更均勻。 通過筒式攪拌器與渦輪式攪拌器和推進式攪拌器的功率對比試驗，在相同的拌情況下，筒式攪拌器將電能轉化為機械能的效率更高。
1 筒式攪拌器的攪拌流型適于低黏度液體的攪拌，攪拌釜內的攪拌死角較少。
2 筒式攪拌器對電能的利用率高，在相同的情況下，筒式攪拌器的功率準數較小，耗能少，表明筒式攪拌器在節能方面具有非常好的效果。
3 筒式攪拌器的攪拌混合效率高，在相同的情況下，是渦輪式和推進式攪拌器的 2～3 倍。
攪拌容器的設計計算
確定筒體的幾何參數
（1）筒體型式 選擇圓柱形筒體
（2）確定內筒筒體的直徑和高度
（3）筒體材料的選擇及估算筒體鋼板的厚度 根據冶金手冊產品的標準，我們選用普通碳素鋼，根據 GB150—1998 中對碳素鋼的要求和鋼板之間的差別，我們選用 Q235—B 熱軋鋼板，厚度尺寸選用9mm。
（4）計算筒體的壁厚及強度校核 按照材料力學中的強度理論，對于鋼制容器適宜采用強度理論，但是由于強度理論在容器設計史上使用最早，有成熟的實踐經驗，而且由于強度條件不同而引起的誤差已考慮在安全系數內，所以至今在容器常規設計中仍采用強度理論，即 σ1≤σ式中是器壁中σ1 三個主應力中最大一個主應力。對于內壓薄壁容器的回轉殼體，周向應力σθ為第一主應力，徑向應力σψ為第二主應力，而另一個主應力σz是徑向應力，由于σθ、σψ與相比殼忽略不計，即σ3σz0，所以強度理論趨于一致。