搅拌器设计
搅拌器设计选型
绪论
搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。
搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下图：
搅拌装置结构图
第一章搅拌装置
第一节搅拌装置的使用范围及作用
搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，
很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。
搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。
搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。
第二节搅拌物料的种类及特性
搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。
第三节搅拌装置的安装形式
搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装
形式进行分类说明。
一、立式容器中心搅拌
将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。
二、偏心式搅拌
搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离容器中心，会使液流在各店所处压力不同，因而使液层间相对运动加强，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动，一般用于小型设备上比较适合。
三、倾斜式搅拌
为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘，搅拌轴封斜插入筒体内。
此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围广。一般采用的功率为0.1~22kW，使用一层或两层桨叶，转速为36~300r/min，常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。
四、底搅拌
搅拌装置在设备的底部，称为底搅拌设备。底搅拌设备的优点是：搅
拌轴短、细，无中间轴承；可用机械密封；易维护、检修、寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细，轴的稳定性好，既节省原料又节省加工费，而且降低了安装要求。所需的检修空间比上搅拌小，避免了长轴吊装工作，有利于厂房的合理排列和充分利用。由于把笨重的减速机装置和动力装置安放在地面基础上，从而改善了封头的受力状态，同时也便于这些装置的维护和检修。
底搅拌虽然有上述优点，但也有缺点，突出的问题是叶轮下部至轴封处的轴上常有固体物料粘积，时间一长，变成小团物料，混入产品中影响产品质量。为此需用一定量的室温溶剂注入其间，注入速度应大于聚合物颗粒的沉降速度，以防止聚合物沉降结块。另外，检修搅拌器和轴封时，一般均需将腹内物料排净。
五、卧式容器搅拌
搅拌器安装在卧式容器上面，壳降低设备的安装高度，提高搅拌设备的抗震性，改进悬浮液的状态等。可用于搅拌气液非均相系的物料，例如充气搅拌就是采用卧式容器搅拌设备的。
六、卧式双轴搅拌
搅拌器安装在两根平行的轴上，两根轴上的搅拌叶轮不同，轴速也不等，这种搅拌设备主要用于高黏液体。采用卧式双轴搅拌设备的目的是要获得自清洁效果。
七、旁入式搅拌
旁入式搅拌设备是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上，所以轴封结构是罪费脑筋的。
旁入式搅拌设备，一般用于防止原油储罐泥浆的堆积，用于重油、汽油等的石油制品的均匀搅拌，用于各种液体的混合和防止沉降等。 八、组合式搅拌
有时为了提高混合效率，需要将两种或两种以上形式不同、转速不同的搅拌器组合起来使用，称为组合式搅拌设备。
第二章 容器
第一节 罐体的尺寸确定及结构选型 （一）筒体及封头型式
选择圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头 （二）确定内筒体和封头的直径
发酵罐类设备长径比取值范围是 1.7~2.5，综合考虑罐体长径比对搅拌功率、传热以及物料特性的影响选取/ 2.5i H D =
根据工艺要求，装料系数0.7η=，罐体全容积39V m =，罐体公称容积（操作时盛装物料的容积）390.7 6.3g V V m η=?=?=。 初算筒体直径
i
i
i D H D H D V 4
4
2
π
π
=
≈
3
4ηπi g
i D H V D ≈
即m D i 66.17
.05.214.33
.643
≈???=
圆整到公称直径系列，去mm DN 1700=。封头取与内筒体相同内经，
封头直边高度mm h 402=， （三）确定内筒体高度H
当mm h mm DN 40,17002==时，查《化工设备机械基础》表16-6得封头的容积30.734v m =
2
2
4(90.734)
3.643.14 1.7
4
i V v
H m D π
--=
=
=?，取 3.7H m = 核算/i H D 与η
/ 3.7/1.7 2.18i H D ==，该值处于1.7~2.5之间，故合理。
2
2
6.3
0.69'
1.7 3.70.734
4
4
g g
i V V V D H v
ηπ
π
=
=
=
=+??+
该值接近0.7，故也是合理的。 （四）选取夹套直径
表1 夹套直径与内通体直径的关系 内筒径,i D mm 500~600
700~1800
2000~3000
夹套,j D mm
50i D + 100i D + 200i D +
由表1，取10017001001800j i D D mm =+=+=。
夹套封头也采用标准椭圆形，并与夹套筒体取相同直径 （六）校核传热面积
工艺要求传热面积为211m ，查《化工设备机械基础》表16-6得内筒体封头表面积23.34,3.7i A m m =高筒体表面积为
21 3.7 3.14 1.7 3.719.75i A D m π=?=??=
总传热面积为
3.1419.7523.0911A =+=>
故满足工艺要求。
第二节 内筒体及夹套的壁厚计算 （一）选择材料，确定设计压力
按照《钢制压力容器》（15098GB -）规定，决定选用0189Cr Ni 高合金钢板，该板材在150C 一下的许用应力由《过程设备设计》附表1D 查取，[]103t MPa σ=，常温屈服极限137s MPa σ=。 计算夹套内压 介质密度31000/kg m ρ=
液柱静压力100010 3.70.037gH MPa ρ=??= 最高压力max 0.5P MPa = 设计压力max 1.10.55P P MPa == 所以0.0375%0.0275gH MPa P MPa ρ=>= 故计算压力0.550.0370.587c P P gH MPa ρ=+=+=
内筒体和底封头既受内压作用又受外压作用，按内压则取
0.587c P MPa =，按外压则取0.5c P MPa =
（三）夹套筒体和夹套封头厚度计算
夹套材料选择235Q B -热轧钢板，其235,[]113t s MPa MPa σσ== 夹套筒体计算壁厚j δ
2[]c j j t
c
P D P δσ?=
-
夹套采用双面焊，局部探伤检查，查《过程设备设计》表4-3得0.85?= 则0.551800
5.1721130.850.55
j mm δ?=
=??-
查《过程设备设计》表4-2取钢板厚度负偏差10.8C mm =，对于不锈钢，
当介质的腐蚀性极微时，可取腐蚀裕量20C =，对于碳钢取腐蚀裕量
22C mm =，故内筒体厚度附加量120.8a C C C mm =+=，夹套厚度附加量
12 2.8b C C C mm =+=。
根据钢板规格，取夹套筒体名义厚度14nj mm δ=。 夹套封头计算壁厚kj δ为
0.551800
5.162[]0.521130.850.50.55
c j kj t c
P D mm P δσ?=
=
=-??-?
取厚度附加量 2.8C mm =，确定取夹套封头壁厚与夹套筒体壁厚相同。 （四）内筒体壁厚计算 ①按承受0.587MPa 内压计算
焊缝系数同夹套，则内筒体计算壁厚为：
0.5871700
5.722[]21030.850.587
c j t c
P D mm P δσ??=
=
=-??-
②按承受0.55MPa 外压计算
设内筒体名义厚度12n mm δ=，则120.811.2e n a C m m δδ=-=-=，
内筒体外径21700211.21722.4o i n D D mm δ=+=+?=。
内筒体计算长度1
12800(42512)2945.73
3
j L H h mm =+=++=。
则/ 1.71o L D =，/153.79o e D δ=，由《过程设备设计》图4-6查得0.0004A =，图4-9查得50B MPa =，此时许用外压[]P 为：
5011.2
[]0.330.551722.4
e o B P MPa MPa D δ?=
==< 不满足强度要求，再假设16n mm δ=，则160.815.2n a e C mm δδ=-=-=，
21700215.21730.4o i n D D mm δ=+=+?=，
内筒体计算长度112800(42516)29473
3
j L H h mm =+=++= 则/ 1.7o L D =，/113.84o e D δ=
查《过程设备设计》图4-6得0.0006A =,图4-9得60B MPa =，此时许用外压为：
6015.2
[]0.5620.551730.4
e o B P MPa MPa D δ?=
==> 故取内筒体壁厚16n mm δ=可以满足强度要求。
（五）考虑到加工制造方便，取封头与夹套筒体等厚，即取封头名义厚度16nk mm δ=。按内压计算肯定是满足强度要求的，下面仅按封头受外压情况进行校核。
封头有效厚度160.815.2e mm δ=-=。由《过程设备设计》表4-5查得标准椭圆形封头的形状系数10.9K =，则椭圆形封头的当量球壳内径
10.917001530i i R K D mm ==?=，计算系数A
15.2
0.125
0.1250.0012421530
e
i
A R δ==?
= 查《过程设备设计》图4-9得110B MPa =
11015.2
[] 1.090.551530
e i B P R δ?=
==> 故封头壁厚取16mm 可以满足稳定性要求。 （六）水压试验校核 ①试验压力
内同试验压力取0.10.5870.10.687T c P P MPa =+=+= 夹套实验压力取0.10.550.10.65T c P P MPa =+=+= ②内压试验校核
内筒筒体应力 ()0.687(170015.2)445.62215.20.85
T i ei Ti ei P D MPa δσδ?+?+===?? 夹套筒体应力 ()0.65(180011.2)
61.82211.20.85
T j ej Tj ej P D MPa δσδ?
+?+=
=
=??
而 0.90.9137123.3si MPa σ=?= 0.90.9235211.
5sj MPa σ=?= 故内筒体和夹套均满足水压试验时的应力要求。 ③外压实验校核
由前面的计算可知，当内筒体厚度取16mm 时，它的许用外压为
[]0.562P MPa =，小于夹套0.6MPa 的水压试验压力，故在做夹套的压
力实验校核时，必须在内筒体内保持一定压力，以使整个试验过程中的任意时间内，夹套和内同的压力差不超过允许压差。 第三节 人孔选型及开孔补强设计 ①人孔选型
选择回转盖带颈法兰人孔，标记为：人孔PN2.5,DN450,HG/T 21518-2005,尺寸如下表所示:
密封
面 形式
公称压力
PN （MP ）
公称直
径DN
w d s ?
d
D
1D 1H 2H
b
突面 （R
4.0 450 48014? 451.6 685 610 270 137 57
F ）
1b
2b
A
B
L
o d 螺
柱
螺母
螺柱 总质量 （kg ）
数量
直径?长度
41
46 375 175 250 24 20 40
332165M ??
245
开孔补强设计
最大的开孔为人孔，筒节16nt mm δ=，厚度附加量0.6C mm =，补强计算如下：
开孔直径 45020.6451.2d mm =+?= 圆形封头因开孔削弱所需补强面积为：
2()(1)nt r A d C f δδδ=+--
人孔材料亦为不锈钢0Cr18Ni9，所以 1.0r f = 所以21.5871700
45002560.321030.850.5.587
A mm ?=?
+=??-?
有效补强区尺寸：1451.21684.97nt h d mm δ==?=
22451.2902.4B d mmm ==?=
在有效补强区范围内，壳体承受内压所需设计厚度之外的多余金属面积为：
1()()2()()(1)e nt e r A B d C f δδδδδ=------
故21()()451.2(15.2 5.7)4376.64e A B d mm δδ=--=?-= 可见仅1A 就大于A ,故不需另行补强。
最大开孔为人孔，而人孔不需另行补强，则其他接管均不需另行补强。第四节搅拌器的选型
（一）搅拌器选型
桨径与罐内径之比叫桨径罐径比/d D,涡轮式叶轮的/d D一般为
0.25~0.5，涡轮式为快速型，快速型搅拌器一般在 1.3
>时设置多层
H D
搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度为50Pa s?左右。
搅拌器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为了防止底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度/10
C D
=.最上层叶轮高度离液面至少要有1.5d的深度。
符号说明
b——键槽的宽度
B——搅拌器桨叶的宽度
d——轮毂内经
d——搅拌器桨叶连接螺栓孔径
d——搅拌器紧定螺钉孔径
1
d——轮毂外径
2
D——搅拌器直径
J
D——搅拌器圆盘的直径
1
G——搅拌器参考质量
h——轮毂高度
1
2h ——圆盘到轮毂底部的高度
L ——搅拌器叶片的长度
R ——弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片的弧半径 M ——搅拌器许用扭矩()N m ? t ——轮毂内经与键槽深度之和 δ——搅拌器桨叶的厚度
1δ——搅拌器圆盘的厚度
工艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角为45o α=，圆盘涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径j d :桨长l :桨宽20:5:4b =，圆盘直径一般取桨径的23，弯叶的圆弧半径可取桨径的38
。 查HG-T 3796.1~12-2005,选取搅拌器参数如下表
J D
d
2d
1D
1d
o d
δ
1δ
550
80
120
370
10M
10M
5
6
B
1h
2h
L b t
M
G
110
120
40
137 22
85.4
2526 14.9
由前面的计算可知液层深度 2.45H m =，而1.32210i D m m =，故1.3i H D >，则设置两层搅拌器。
为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为425mm ，上层叶轮高度离液面2J D 的深度，即1025mm 。则两个搅拌器间距为
1000mm ，该值大于也轮直径，故符合要求。
（二）搅拌附件 ①挡板
挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。
罐内径为1700mm ，选择4块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。
第三章 传动装置选型 第一节 减速机选型
由工艺要求可知，传动方式为带传动，搅拌器转速为220/min r ，电机功率为18.5kW ,查《长城搅拌》表3.5-3选择减速机型号为6FPV 减速机主要参数及尺寸如下表：
第二节 联轴器的选型
选择减速机输出轴轴头型式为普通型，选择GT型刚性联轴器联轴器主要尺寸为：
轴
径
1
D
2
D
3
D
4
D
1
δ
2
δ
m
n d
-
o
d
2
l
1
L H
80
22
0 18
5
12
15
2
4
28 616
M
-16
M
3
1
6
2
32
4
第四章搅拌轴的设计与校核
4.1符号说明
d——设计最终确定的实心轴的轴径或空心轴外径，mm；
o
d——设计最终确定的密封部位实心轴轴径或空心轴外径，mm；
1
d——按扭转变形计算的传动侧轴承处实心轴轴径或空心轴外径，mm；
2
d——按强度计算的单跨轴跨间段实心轴轴径或空心轴轴径或空心
轴外径，mm；
L
d——单跨轴的实心轴轴径或空心轴外径,mm；
E——轴材料的弹性模量，MPa；
]
[e——搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心处的许用偏心距，mm；
e
F——搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心处的质量偏心引起的离心力，N;
hi
F——第i个搅拌器上的流体径向力，N;
L I ——单跨轴跨间轴段（实心或空心）的惯性矩，4m m ；
i K ——单跨轴第i 个圆盘（搅拌器及附件）至传动侧轴承距离与轴长L 的比值（1=i 、2……m ）；
L ——单跨轴两轴承之间的长度，mm ；
1L 、2L ……i L ——1~i 个圆盘（搅拌器及附件）的每个圆盘至传动侧
轴承的距离（对于单跨轴），mm ；
e L ——搅拌轴及各层圆盘（搅拌器及附件）组合重心离传动侧轴承的
距离（对于单跨轴），mm ；
M ——轴上弯矩总和，m N ?；
A M ——由轴向推力引起作用于轴的弯矩，m N ?；
n M ——按传动装置效率2η计算的搅拌轴传递扭矩，m N ?；
R M ——由径向力引起作用于轴的弯矩，m N ?；
m ——固定在搅拌轴上的圆盘（搅拌器及附件）数；
1m 、2m ……i m ——圆盘（搅拌器及附件）1、2……i 的质量，kg ； e m 1、e m 2……ie m ——圆盘（搅拌器及附件）1、2……i 的有效质量，
kg ； L m ——单跨轴L 段轴的质量 922
10)1(4
-???-=
s o L L L N d m ρπ
kg
Le m ——单跨轴L 段轴的有效质量，kg ；
w m ——单跨轴及各层圆盘（搅拌器及附件）的组合质量， o N ——空心轴内径与外径的比值；
n ——轴的转速，min /r ；
k n ——轴的一阶临界转速，min /r ；
N P ——电动机额定功率，kW ;
p ——设备内的设计压力，MPa ；
S
——相当质量的折算点；
S '——传动侧轴承游隙,mm ；
S ''——单跨轴末端轴承游隙，mm ； W
——单跨轴L 段有效质量的相当质量，kg ；
1W 、2W ……i W ——e m 1、e m 2……ie m 的相当质量，kg ；
s W ——在S 点所有相当质量的总和，kg ；
α——搅拌轴轴线与安装垂直线的夹角，(o )；
i θ——第个搅拌器叶片倾斜角，(o )；
γ——轴的扭转角，m o /；
X 1δ——由轴承径向游隙引起在轴上离图或图中轴承距离x 处的径向
位移，mm ；
X 2δ——由流体径向作用力引起在轴上离图或图中轴承距离x 处的径
向位移，mm ；
X 3δ——由组合质量偏心引起离心力在轴上离图或图中轴承x 处产生
的径向位移，mm ；
X δ——离图或图中轴承距离x 处轴的径向总位移，mm ；
ρ——搅拌物料的密度，3/m kg ； s ρ——轴材料的密度，3/m kg ；
∑——轴上所有搅拌器其对应编号i 之和。
4.2搅拌轴受力模型选择与轴长的计算
轴长：(475120)1642537004496L mm =-+++=
23371L mm = 14371L mm =
4.3按扭转变形计算计算搅拌轴的轴径
4
4
max
1)
1(][O n N G M d -=γ mm ][γ 轴的许用扭转角，对单跨轴有m o /7.0][=γ；
max n M 搅拌轴传递的最大扭矩 N n P n
M 1max 9553
η=
m N ? 上式中kN P N 5.18=,min /220r n =，带传动1η取95.0，MPa G 41028.7?= 所以 m N M n ?=??=
15.7635.1895.0220
9553
max mm d 36.541
1028.17.015
.7634.1554
41=???=
根据前面附件的选型。取mm d 80= 根据轴径d 计算轴的扭转角γ
54
4max
10)
1(5836?-=
o n N Gd M γ m o /
所以 ][/15.0101
801028.715
.763583654
4γγ<=?????=
m o 4.4根据临界转速核算搅拌轴轴径 4.4.1搅拌轴有效质量的计算
刚性轴（不包括带锚式和框式搅拌器的刚性轴）的有效质量等于轴自身的质量加上轴附带的液体质量。 对单跨轴
92210])1([4
-?+-=
ρρπ
o s L Le N L d m kg
所以 kg m Le 9.19910]100011085.7[4496804
932=?+?????=-π
圆盘（搅拌器及附件）有效质量的计算
刚性搅拌轴（不包括带锚式和框式搅拌器的刚性轴）的圆盘有效质量等于圆盘自身重量叫上搅拌器附带的液体质量
92
10cos 4
-?+=ρθπ
ηi i ki
i ie h D m m Ji kg
上式中：
ki η——第i 个搅拌器的附加质量系数，查9420569/-T HG 表3.3.4—1
Ji D ——第i 个搅拌器直径，mm D Ji 550= i h ——第i 个搅拌器叶片宽度，mm B 110=
叶片倾角o i 45=θ，圆盘质量kg m i 9.14=
所以kg mie o 02.19101045cos 1105504
3.09.14932=??????+=-π
4.4.2作用集中质量的单跨轴一阶临界转速的计算
小型搅拌器三维造型设计及关键零部件工艺设计
小型搅拌器三维设计及关键零部件工艺分析 摘要 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的内容却极为广泛。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容及搅拌器的运动和其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，从而对小型搅拌器的设计加以综述。用pro/e 设计软件对搅拌器的零部件和整体进行三维设计。并对关键的零部件进行了工艺分析。 关键词：传动装置，联轴器，支承装置，电动机，减速器
The 3D Design of Small Blender and the Process analysis for the Key components Author:Du Bing Tutor:Yang Hansong Abstract The equipment of pulsator have a long history and are used in most areas. meawhile pulsator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simpleness，but actually，the ingredient it involved are plaguy complexity. Tht text introduces the basic consider way and the basic theoretics of small pulsator design，and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of describe the basic fixture of pulsator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small https://www.sodocs.net/doc/516377986.html,ing Pro/e software to draw a stirrer on the components and the overall three-dimensional image.And the analysis of key parts of the process. Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer 目录
过程设备设计试题(附答案)
一. 填空题 1. 储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形. 球形 2. 球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式 足球瓣式 混合式三种 3. 球罐的支座分为柱式 裙式两大类 4. 双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下 A《0.5R 5. 卧式储罐的设计载荷包括长期载荷 短期载荷 附加载荷 6. 换热设备可分为直接接触式 蓄热式 间壁式 中间载热体式四种主要形式 7. 管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式 浮头式 U型管式 填料函式 釜式 重沸器 8. 薄管板主要有平面形 椭圆形 碟形 球形 挠性薄管板等形式 9. 换热管与管板的连接方式主要有强度胀接 强度焊 胀焊并用 10. 防短路结构主要有旁路挡板 挡管 中间挡板 11. 膨胀节的作用是补偿轴向变形 12. 散装填料根据其形状可分为环形填料 鞍形填料 环鞍形填料 13. 板式塔按塔板结构分泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 舌形塔 14. 降液管的形式可分为圆形 弓形 15. 为了防止塔的共振 操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1 Fv 1.3Fc1内 16. 搅拌反应器由搅拌容器 搅拌机两大部分组成 17. 常用的换热元件有夹套 内盘管 18. 夹套的主要结构形式有整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等 19. 搅拌机的三种基本流型分别是径向流 轴向流 切向流其中径向流和轴向流对混合起 主要作用 切向流应加以抑制
20. 常用的搅拌器有桨式搅拌器 推进式搅拌器 涡轮式搅拌器 锚式搅拌器_ 21. 用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封 机械密封两种 22. 常用的减速机有摆线针轮行星减速机 齿轮减速机 三角皮带减速机 圆柱蜗杆减速机 23. 大尺寸拉西环用整砌方式装填 小尺寸拉西环多用乱堆方式装填 二. 问答题 1. 试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析 并画出受力图及剪力弯矩图。 2. 进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。 答 填料塔 1分离程度要求高 2 热敏性物料的蒸馏分离 3具有腐蚀性的物料 4 容易发泡的物料 板式塔 1塔内液体滞液量较大 要求塔的操作负荷变化范围较宽 对物料浓度要 求变化要求不敏感要求操作易于稳定 2 液相负荷小 3 含固体颗粒 容易结垢 有结晶的物料 4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料 需要在塔内设置内部换热组件 5 较高的操作压力 3. 比较四种常用减速机的基本特性。 摆线针轮行星减速机 传动效率高 传动比大 结构紧凑 拆装方便 寿命长 重量轻 体积小 承载能力高 工作平稳 对过载和冲击载荷有较强的承 受能力 允许正反转 可用于防爆要求齿轮减速机 在相同传动比范围内具有体积小
搅拌器毕业设计--(很实用)Word版
搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的
分散；
③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。
搅拌机设计计算
搅拌机的设计计算 7.5kw 搅拌机设计： 雷，此时为湍流，2 K Np ==φ常数。 查表知：诺数的计算： 4 032 .08.0130010436833Re 285 2?≈===??μραi n 即4 10Re >蜗轮式，四平片时，5.42 =K 。 由公式5 1 3d n N N p ρ=，式中Np ——功率准数。 则，搅拌功率5 1 32d n K N ρ= 5 360 858.0)(13005.4???= W W 45.55450== 则，电机的最小功率为： η N N =电 ，取η=0.85 则KW N 41.685 .045.5电 == 则选用电机的功率为7.5KW 。 圆盘直径υ450mm ，选定叶轮直径υ800mm 。 桨叶的危险断面Ⅰ—Ⅰ（如上图）： 该断面的弯矩值： （对于折叶蜗轮）
θSin n N x r x Z j M 155 .90 30?? ? =- 式中n ——转速；N ——功率； x ——桨叶上液体阻力的合力的 作用位置。 计算公式为： 3 2 31 4 24143 0r r r r x --?= 3 34412.04.012.04.04 3--? = =0.306(m) 则θ Sin n N x r x Z j M 155.90 30? ? ? =- 03 45185 105.7306 .0225.0306.04 55 .9Sin ?? ?= ?- =78.86（N.m ）（Z=4叶片，θ=45°倾 角） 对于Q235A 材料，MPa 240~2205 =σ 当取n=2~2.5时，[σ]=88~100Mpa. 取[σ]=90Mpa 计算，得62 bh =ω（矩形截面） 且b=200mm ，求h 值。 由][σω≥M 有6 66.8109022.0?≥??h η, 可得h ≥0.00512m, 即h ≥5.12mm 考虑到腐蚀，则每边增加1mm 得腐蚀余量。 即，需叶片厚度为≥7.12, 取8mm 厚的钢板。 叶轮轴扭转强度计算验证
搅拌器的设计原则
搅拌器设计原则 如需设计一款搅拌器，要求暂设为以下数据：搅拌反应釜为开启式的，也就是说无压力自然环境下工作，为圆柱筒状，直径27cm,搅拌液体粘度很低，接近于水，液体深度有20cm；要求设计一款搅拌器桨叶，能够适合该种液体的搅拌。 分析，搅拌桨叶有很多种，大致有涡轮式、锚式、浆式、推进式、框式等如下： 1：有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为4～10,圆周速度为1.5～3m/s，所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°，因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单，常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解 和悬浮。 桨式搅拌器(图一） （图二） 2：由2～3片推进式螺旋桨叶构成(图2)，工作转速较高,叶片外缘的圆周速度一般为5～15m/s。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流，产生较大的循环量，适用于搅拌低粘度(＜2Pa·s)液
体、乳浊液及固体微粒含量低于10％的悬浮液。搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内，此时液流的循环回路不对称，可增加湍动，防止液面凹陷。 旋桨式搅拌器（图三） 3：由在水平圆盘上安装2～4片平直的或弯曲的叶片所构成桨叶的外径、宽度与高度的比例，一般为20:5:4，圆周速度一般为3～8m/s。涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动，适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应过程。被搅拌液体的粘度一 般不超过25Pa· 涡轮式搅拌器（图四）
（图五）折叶圆盘涡轮式涡轮式搅拌器 图六）平直叶圆盘涡轮式90°平刃涡轮式搅拌器 45°平刃涡轮式搅拌器 （图七）折叶圆盘涡轮
涡轮叶片弯曲式搅拌器 （图八） 投涡轮叶片式搅拌器
搅拌器设计
搅拌器毕业设计 第一章 绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 2 搅拌罐结构设计 1.1 罐体的尺寸确定及结构选型 1.1.1 筒体及封头型式 选择圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头 1.1.2 确定内筒体和封头的直径 先忽略封头体积，估算筒体内径Di Di=3 4i V πφ V －工艺给定的容积,53m i －通体高径比，i=H / Di,由于是液-液混合体系选i=1.1; φ －装料系数，因搅拌状态比较平稳故取0.8。 3 450.8 16673.14 1.1 Di mm ??= =? Di 取整为1700mm ，即筒体直径DN=1700mm 1.1.3 确定筒体高度 封头直径确定后，确定筒体高度： 2 4() d V V H Di π-=
搅拌器设计计算复习过程
搅拌器设计计算
搅拌器设计计算 （作者：纪学鑫） 一、设计数据： 1、混合池实际体积V=1.15m ×1.15m ×6.5m ≈8.60m 3 ∴设混合池有效容积V=8m 3 2、混合池流量Q=0.035m 3/s 3、混合时间t=10s 4、混合池横截面尺寸1.15m ×1.15m ，当量直径D=πω4L =π 15.115.14??=1.30m 5、混合池液面高度H = 24πD V =m ..π036301842≈?? ∴混合池高度H ＇=6.03m+（0.3～0.5）m=6.33～6.53 (m);取6.5m 6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈?? ? ??D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。 7、取平均水温时，水的粘度值()s a ?P μ=1.14×10-3s a ?P 取水的密度3/kg 1000m =ρ 8、搅拌强度 1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。 混合功率估算：N Q =K e Q(kw) K e --单位流量需要的功率，K e 一般=4.3～173/s kw m ? ∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ?= 1-3-3 e e )30.1365~65.686(s 8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈????===?）（μμ
取搅拌速度梯度1-s 740=G 2）体积循环次数'Z 搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=??==s m nd k Q q 折叶桨式，片，245=?=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取； ---n 搅拌器转速） （s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν= ；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。 ()266.03===?V t nd k V t Q Z q ''容积 3）混合均匀度U ，一般为80%～90%。U 取80%。 9、搅拌机的布置形式、加药点设置。 1）立式搅拌机的布置：一般采用中央置入（或称顶部插入）式。 2）搅拌器的位置及排泄方向：搅拌器的位置应避免水流直接影响侧面冲击。搅拌器距液面的距离通常小于搅拌器直接的1.5倍。 二、搅拌器的选用及主要参数 1. 选用折叶桨式 2. 桨叶数2=Z 3. 搅拌器直径0.8m d m 0.867~433.0m 32~31d ==?? ? ??=，取）（）（D 4. 搅拌器螺距d s = 5. 搅拌器层数d H ，取7，（公司取层数4） 6. 搅拌器外缘线速度ν取（1.0～5.0）m/s 7. 搅拌器宽度：b=（0.1～0.25）d=（0.08～0.2）m,取0.11m 三、搅拌器转速及功率设计
过程设备设计复习题及答案6——8
过程设备设计复习题及答案 换热设备 根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（ B ） A.固定管板式换热器 B.蓄热式换热器 C.浮头式换热器 形管式换热器 常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ） A.直接接触式换热器 B.蓄热式换热器 C.间壁式换热器 D.中间载热体式换热器 下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ） A.蛇管式换热器 B.套管式换热器 C.管壳式换热器 D.缠绕管式换热器 下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ） A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。 B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。 C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。 D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。 下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A） A.增加壳程数量或降低横流速度。 B.改变管子的固有频率。 C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。 D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。
按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主要形式：（ABC） A.直接接触式换热器 B.蓄热式换热器 C.间壁式换热器 D.管式换热器 下面属于管壳式换热器结构的有：（ABCD） A.换热管 B.管板 C.管箱 D.壳体 引起流体诱导振动的原因有：（ACD） A.卡曼漩涡 B.流体密度过大 C.流体弹性扰动 D.流体流速过快 传热强化的措施有：（BCD） A.提高流量 B.增加平均传热温差 C.扩大传热面积 D.提高传热系数 下列关于管壳式换热器的描述中，错误的是：（CD） A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。 B.管壳式换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗的场合。 C.管壳式换热器适用于管、壳程两侧温差较大或者壳侧压力较高的场合。 D.在管壳式换热器中，当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差不大时，壳体和管束中将产生较大的热应力 6．换热设备 (对)套管式换热器具有结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便的特点 (错)通过增加管程流量或增加横流速度可以改变卡曼漩涡频率，从而消除散热器的振动。
基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计
基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计 搅拌器的设计一直采用经验设计方法，本文通过SolidWorks对其进行了建模和参数化设计，并运用Simulation仿真分析功能对其所建立的模型进行了有限元分析。最后通过SolidWorks的优化功能对半搅拌器模型进行了优化设计，得到了搅拌板的最优厚度。该方法为半搅拌器结构分析和优化设计提供了一种新思路。 全自动液压制砖机简称液压砖机，液压制砖机是采用液压动力制砖的免烧砖机。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，经坯料制备、坯体成型和高压蒸汽养护等工序制成的实心粉煤灰砖。蒸压粉煤灰砖是国家建设部推荐的新型墙体材料品种之一。搅拌器是全自动液压制砖机布料的主要工作装置，其主要功能是保证粉煤灰混合料均匀性的前提下，当粉煤灰混合料从上料斗落到下料斗时，在振动装置和下料斗内搅拌器共同作用下，使粉煤灰混合料在下料斗内均匀分布，在布料小车的运动过程中，行走到制砖模具上方时，使其均匀落到模具模腔内，让每个砖腔都有足够的料，才能保证各块砖重量一致。 搅拌器结构如图1所示，由两个半搅拌器组成一个搅拌器，下料斗内有两个搅拌器，当粉煤灰混合料从上料斗落入下料斗时，两个搅拌器相互运动，同时振动机构使下料斗做往复运动，让物料在下料斗内均匀分布。实际粉煤灰砖生产中发现，搅拌器在工作过程中，搅拌板向外侧弯曲。分析认为，搅拌器轴带动搅拌器做旋转运动，搅拌粉煤灰混合料，并使其分布均匀，粉煤灰混合料高度高于搅拌器，也就是说，搅拌器整个埋在粉煤灰混合料里，在搅拌的过程中，不断与粉煤灰混合料相摩擦。可能由于搅拌器结构强度不够，使得搅拌器的搅拌板产生弯曲。 图1 搅拌器结构图 本文以全自动液压制砖机搅拌器为例，基于SolidWorks产品设计平台，对搅拌器进行仿真设计和优化设计，通过分析结果和优化方案，缩短设计周期，增加产品的可靠性，降低材料消耗和成本；并模拟各种试验方案，提前发现潜在的问题，减少试验时间和生产经费。 搅拌器结构一直采用传统的设计方法——类比设计和经验设计，产品质量主要依靠设计人员的经验，需要进行方案设计、样机试制，样机试验，方案修改，然后多次循环才能完成。这种设计方法可靠性较差，设计成本高。现代基于三维软件的CAD/CAE设计模式在设计阶段就可以对各种方案进行分析比较和优化，减少或消除样机的制作。通过有限元分析便可了解设备在高压作用下零件的应力分布、变形情况；零件之间的接触力；判定产品的安全性；找出产品经济性与安全性的最佳平衡点。
基于PLC的混凝土搅拌机设计
基于PLC的混凝土搅拌机设计 前言 可编程序逻辑控制器（PLC）自它诞生以来至今，以其极高的性能价格比以及一系列人所共识的优点，受到越来越多的工程技术人员的重视。它现在被广泛用于汽车生产、石油生产、IT制造、家电制造厂等工业控制系统场所，是现代制造业发展的重要技术之一。它对工业的生产提供了良好的控制系统，它的广泛使用才使得人民不断增长的物质需求得到有利保障。 1969年美国DEC公司研制的第一台PDP-14型PLC。随后，在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；可编程序范围很大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称为PLC。PLC在控制领域的应用是保持了广泛的增长趋势。 随着我国经济建设的高速发展，许多大型的基础工程及建筑工程相继开工。建设优质的工程需要高品质的混凝土，而且随着人们环保意识的加强，为了减少城市噪音和污染，交通和建筑处理部门要求施工用的混凝土集中生产和管理。这样不仅要求,混凝土的配料精度高，而目要求生产速度快，因此，混凝土生产过程中搅拌设备自动控制系统日益受到人们的重视。可编程控制器(PLC)具有可靠性高、功能完善、编程简单且直观，能够有效地弥补继电器控制系统的缺陷。 从1903年德国建造世界上第一座预拌混凝土搅拌站以来，商品混凝土作为独立的产业己有100多年的历史。随后，美国于1913年，法国于1933年建立了自己的搅拌站。二次大战后，尤其是60年代到70年代，由于各国抓紧发展经济，医治战争的创伤，混凝土搅拌站得到了快速发展。目前，德国、美国、意大利、日本等国家的搅拌站在技术水平和可靠性方面处于领先地位。国外生产的搅拌站一般生产率在50m3/ h～300m3/h，对于商品混凝土生产，搅拌站形式应用比较普遍，尤其在大型工程中被采用。我国混凝土搅拌站(楼)的研制是从50年代开始的，在其发展过程中，型式的选取和主要技术参数基本上是根据用户要求和参考国外产品的自由状态。国标GB10171-88((混凝土搅拌站(楼)分类》和GB 10172-88((混凝土搅拌站(楼)技术条件》的颁布实施，将混凝土搅拌站(楼)的研制和生产纳入了标准管理的轨道，为其发展奠定了基础。产品技术标准和预拌混凝土标准的要求中，对于混凝土搅拌站(楼)的技术指标己达到发达国家水平。当今国内生产的混凝土搅拌站质量迅速提高，逐步取代了进口搅拌站，在国内已经占主导地位，其控制系统也得到快速发展。国内大型混凝土搅拌站生产厂商包括:三一重工、珠海志美、上海华建、南方路机等。自八十年代以来，我国混凝土机械有两次战略性产品结构调整，对行业的发展起到了举足轻重的作用：一是八十年代初期混凝土搅拌机的升级换代，由双锥反转型、立轴和卧轴强制式混凝土搅拌机替代鼓筒型搅拌机，现在这三大系列产品的技术性能己达到国外同类机型的
过程装备设计课程设计题
《过程装备设计》课程设计 基本要求：按照课程设计指导书的有关要求进行。 题目： 1．某企业用冷却水冷却从反应器中出来的循环使用的有机液，要求从有机液中取出4×105kJ/h的热量，其操作条件和物性参数如表所示，设有两个单程列管式换热器可用，其尺寸如下：换热器内径D=270mm，内装48根Φ25×2.5mm，长3m的钢管，试通过计算分析如下问题并设计该换热器： （1）这两个换热器能否移走4×105kJ/h的热量？ （2）这两个换热器用并联的方式安装，是否最好？ 2．某炼油厂用175℃的柴油将原油从70℃预热到110℃，已知柴油的处理量为34000kg/h，柴油的密度为715kg/m3，比热为 2.48kJ/kg·K，导热系数为0.133W/m·K，粘度为0.64×10-3N·s/m2，原油处理量为44000kg/h，密度为815kg/m3，比热为2.2kJ/kg·K，导热系数为0.128W/m·K，粘度为3×10-3N·s/m2，传热管两侧污垢热阻取为0.000172m2·K/W，两侧的阻力损失都不应超过0.3105N/m2，试确定一适当的列管式换热器。 3．某炼油厂用海水冷却常压塔产出的柴油馏分，冷却器为Φ114×8钢管组成的排管，水平浸没于一很大的海水槽中，海水由下部引入，上部溢出，海水通过槽内时的流速很小。已知计算时测得海水的平均温度为42.5℃，钢管外壁温度为56℃，试确定该冷却器的基本结构参数。 4．以一精馏塔用于分离乙苯—苯乙烯混合物，其中塔的进料量为3100kg/h，混合物中乙苯的质量分率为0.6，要求塔顶和塔底产品中的乙苯质量分率应达到0.95和0.25，试通过计算确定该塔型和其基本结构。 5．以一常压连续精馏塔用于分离含苯40%（质量分数）的苯—甲苯混合液，要求塔顶和塔底产品中的苯质量分数应达到97%以上和2%以下，采用的回流比R=3.5，若精馏塔内的塔板结构为筛板，已知苯和甲苯在塔顶和塔底的平均温度
搅拌机设计流程
摘要 搅拌机是搅拌设备的心脏。在搅拌机设计及使用过程中，合理的选取搅拌机的结构，运动和工作参数，直接关系到混凝土等材料的搅拌质量和搅拌效率。论文对搅拌臂的排列、搅拌叶片的安装角、拌筒长宽比、搅拌机转速和搅拌时间等主要参数的选取进行分析与试验研究。通过归纳，给出了双卧轴搅拌机的主要参数，包括搅拌臂排列、叶片安装角、拌筒长宽比、搅拌线速度等；给出了评价搅拌机参数合理与否的准则；给出了搅拌臂排列的基本原则。论文通过试验研究，建议用叶片推动的物料量与该搅拌机的公称容量的比值rl，来综合评定搅拌臂的个数，叶片面积和其他参数匹配的合理性，并作为设计时的参考；双卧轴搅拌机的叶片的安装角范围为3l一45，对国内广泛使用的宽短型双卧轴搅拌机叶片安装角度推荐为45；对目前国内外普遍使用的双卧轴搅拌机，它的长宽比的选择范围为0．7—1．3，推荐使用值为小于1；搅拌机的转速主要受搅拌过程中混合料不发生离析现象所限制，对目前常用的双卧轴搅拌机，推荐的叶片线速度为1．4m ／s-1．7m／s／；合理的搅拌时间是保证搅拌质量符合要求条件下的最短搅拌时间，它受充盈率等多种因素影响，合理的搅拌时间应通过试拌来确定。 [关键词]：搅拌机、主要参数、合理性、实验研究
第1章前言 1．1国内外研究现状及发展趋势 19世纪40年代，在德、美、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的白落式搅拌机，其搅拌腔由多面体状的木制筒构成，一直到19世纪80年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。20世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及，其工作原理如图1．2所示。形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。1903年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。1908年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电动机则成为主要动力源。从1913年，美国开始大量生产预拌混凝土，到1 950年，亚洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土。在这期间，仍然以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的发明与应用为主?。自落式搅拌机依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成搅拌。工作时，随着拌筒的转动，物料被搅拌筒内壁固定的叶片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料颗粒下落的高度、时问、速度、落点和滚动距离不同，从而物料各颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达到均匀混合。自落式搅拌机结构简单，可靠性高，维护简单，功率消耗小，拌筒和叶片磨损轻，但搅拌强度不高，生产效率低，搅拌质量不易保证。此种搅拌机适于拌制普通塑性混凝土，广泛应用于中小型建筑工地。按拌筒形状和卸料方式的不同，有鼓筒式搅拌机、双锥反转出料搅拌机、双锥倾翻出料搅拌机和对开式搅拌机等，其中鼓简式搅拌机技术性能落后，已于1987年被我国建设部列为淘汰产品。随着多种商品混凝土的广泛使用以及建筑规模的大型化、复杂化和高层化对混凝土质量、产量不断提出的更高要求，有力地促进了混凝土搅拌设备在使用性能和技术水平方面的提高与发展。各国研究人员开始从混凝土搅拌机的结构形式、传动方式、搅拌腔衬板材料以及搅拌生产工艺等方面进行改进和探索。20世纪40年代后期，德国ELBA公司最先发明了强制式搅拌机，和自落式搅拌机的工作原理不同，强制式搅拌机利用旋转的叶片强迫物料按预定轨迹产生剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用，使物料在剧烈的相对运动中得到匀质搅拌。强制式
搅拌桨叶的选型和设计计算
一、搅拌机结构与组成 组成：搅拌器 电动机 减速器 容器 排料管 挡板 适用物料：低粘度物料 二、混合机理 利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合 在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。包括两种形式： （1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动 液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散 主体对流 宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合 液体分子间的运动 微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合 剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。 高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。
三、混合效果的度量 1、调匀度I 设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中. 则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。 引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为： （当样品中CA CA0时） 或 （当样品中CA CA0时） 显然 I ≤1 若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为 当混合均匀时 2、混合尺度 设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。 混合尺度分 设备尺度 微团尺度 分子尺度 对上述两种状态： 在设备尺度上：两者都是均匀的（宏观均匀状态） 在微团尺度上：两者具有不同的均匀度。 在分子尺度上：两者都是不均匀的（当微团消失.称分子尺度的均匀或微观均 匀） 如取样尺寸远大于微团尺寸.则两种状态的平均调匀度接近于己于1。 如取样尺寸小到与b 中微团尺寸相近时.则b 状态调匀度下降.而a 状态调匀度不变。 即：同一个混合状态的调匀度随所取样品的尺寸而变化.说明单平调匀度不能反映混合物的均匀程度 四、搅拌机主要结构 1、搅拌器 搅拌器由电动机带动.物料按一定规律运动（主体对流）.桨型不同.物料产生的流型不同。 桨作用于物料.物料产生三个方向的速度分量： 轴向分量 B A A A V V V C +=00A A C C I =0 11A A C C I --=m I I I I m +??++=- 211 =-I
实验室搅拌器..
武汉轻工大学 科研论文 论文题目实验室搅拌器概述与原理 姓名汪涛 学号110309109 院（系）机械工程学院 专业过程装备与控制工程 指导教师万志华 2014年12 月25 日
摘要介绍了实验室用搅拌器--机械搅拌器和磁力搅拌器，对它们的组成和工作原理进行讲解，对比不同的搅拌器分析它们的的特点，简述各种搅拌器使用场合及使用注意事项。各种机械搅拌器的工作原理类似，根据它们的搅拌棒的不同，分为不同类型的搅拌器，应用的介质也不相同。磁力搅拌器利用了磁场和漩涡的原理进行工作，稳定方便，较为先进，需了解其使用方法及注意事项。因而，该研究对于提高人们对实验室搅拌器的认知具有重要意义。 关键词机械搅拌器磁力搅拌器搅拌棒 引言 搅拌操作是化工反应过程的重要环节，其原理涉及流体力学、传热、传质及化学反应等多种过程，搅拌过程就是在流动场中进行动量传递或是包括动量、热量、质量传递及化学反应的过程。搅拌器有两大功能：(1)使液体产生强大的总体流动，以保证装置内不存在静止区，达到宏观均匀；(2)产生强大的湍动，使液体微团尺寸减小。搅拌器选用得当，液团分割就越细小，使得混合的组分之间接触面不断增大，分子扩散速率增加，也即混合效果越好。在工程设计中，常用的搅拌器有推进式、涡轮式、框式以及螺带式等。众所周知，每一种搅拌器都不是万能的，只有在特定的应用范围内才是高效的。 搅拌器也是有机化学实验必不可少的仪器之一，它可使反应混合物混合得更加均匀，反应体系的温度更加均匀，从而有利于化学反应的进行特别是非均相反应。目前,在实验室中使用的搅拌器主要是两种:机械搅拌器与磁力搅拌器。 1·机械搅拌器 1·1概述 械搅拌器主要包括三部分：电动机、搅拌棒和搅拌密封装置。电动机是动力部分，固定在支架上，由调速器调节其转动快慢。搅拌棒与电动机相连，当接通电源后，电动机就带动搅拌棒转动而进行搅拌，搅拌密封装置是搅拌棒与反应器连接的装置，它可以使反应在密封体系中进行。搅拌的效率在很大程度上取决于搅拌棒的结构，。根据反应器的大小、形状、瓶口的大小及反应条件的要求，选择较为合适的搅拌棒。 1·2种类 不同介质黏度的搅拌粘度系指流体对流动的阻抗能力，其定义为：液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm2平面上所需剪应力的大小，称为动力粘度，以Pa·s为单位。粘度是流体的一种属性。流体在管路中流动时，有层流、过渡
搅拌器毕业设计说明书
第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。 二、偏心式搅拌 搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离容器中心，会使液流在各店所处压力不同，因而使液层间相对运动加强，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动，一般用于小型设备上比较适合。 三、倾斜式搅拌 为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘，搅拌轴封斜插入筒体内。 此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围广。一般采用的功率为0.1~22kW，使用一层或两层桨叶，转速为36~300r/min，常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。 四、底搅拌 搅拌装置在设备的底部，称为底搅拌设备。底搅拌设备的优点是：搅拌轴短、细，无中间轴承；可用机械密封；易维护、检修、寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细，轴的稳定性好，既节省原料又节省加工费，
搅拌桨叶的选型和设计计算
第二节搅拌桨叶的设计和选型一、搅拌机结构与组成 组成：搅拌器电动机 减速器 容器 排料管挡板 适用物料：低粘度物料 二、混合机理 利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合 在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。包括两种形式： （1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动 液体层界面强烈剪切旋涡扩散 主体对流宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合 液体分子间的运动微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合 剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。 高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。 电 动 机 减速器 搅 拌 器 容 器 排料管
三、混合效果的度量 1、调匀度I 设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中. 则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。 引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为： （当样品中CA < CA0时） 或 （当样品中CA > CA0时） 显然 I ≤1 若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为 当混合均匀时 2、混合尺度 设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。 B A A A V V V C +=00A A C C I =0 11A A C C I --=m I I I I m +??++=- 211 =-I
搅拌器毕业设计很实用
搅拌器毕业设计很 实用
搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌能够使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也能够加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡经过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，因此在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，特别是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之因此这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很
好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备能够从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率 3.7kW 一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为