N1?11N0 代入公式③可得
N1=11×0.20×1.3×(3.0×1.0+0)/367 =0.023 kw 所需的电动机功率为
N?N1/? -------------------------------------------------------------------④ 式中,N——螺旋机所需电机功率 (kw) η——驱动装置的传动效率,η=0.9(取0.8) 所以可得:N=0.023/0.9=0.025 kw
综上所述,初步选取功率为0.18Kw,转速为30r/min的减速电机,螺旋叶片直径为60mm 。 5.3搅拌器
搅拌器的核心部件是桨叶。桨叶基本上可以分为以下几种类型:桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺旋式等。详见图1。
根据表3和表4,初步选取符合使用要求的桨叶形式有:直叶涡轮式、桨式、推进式、折叶开启涡轮式。由于在同样排量下,折叶式比直叶式的功耗少,操作
费用低,另外,折叶涡轮的制作比较简单,所以最终选择折叶开启涡轮式桨叶。
图1 各种桨叶形式
表3流态及物性对各搅拌操作的影响程度
搅拌操作目的 循环速率 均相系混合 分散 低粘度液 高粘度液 液-液相系 气-液相系 固体悬浮(固-液相系) 溶解(固-液相系) 结晶(固-液相系) 萃取(液-液相系) 吸收(气-液相系) 传热(固-液相系) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 流动状态 连续相 湍流扩散 ◎ ◎ ◎ ◎ * * ○ ○ 剪切流 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ 相对速度 ◎ ◎ ○ 粘度差 ◎ ○ ◎ 密度差 ◎ ◎ ◎ ○ 物性 扩散系数 ○ ◎ ○ ○ 表面张力 ○ ○ ◎ 导热系数 ◎ 粒径分布及浓度 ◎ ◎ 粘度 密度 比热 ○ ◎ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ 注:1、表中◎○表示该因素的影响程度,◎>○;
2、*对于萃取、晶析等操作,流动状态影响程度还不清楚。
表4 搅拌器形式和适用条件表
搅拌器型式 流动状态 对流湍流剪切循环 扩散 流 低粘度混合 搅拌目的 高粘分散 溶解 固体气体结晶 传热 液相度液悬浮 吸收 反应 混合传热反应 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 搅拌容器容积m3 转速最高范围粘度r/min Pa·s 涡轮式 桨式 推进式 折叶开启涡轮式 布鲁马金式 锚式 螺杆式 螺带式 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 1~100 1~200 1~300 1~300 50 50 2 50 50 100 100 100 1~1000 1~500 1~1000 1~300 1~100 1~100 1~50 1~50 1~300 1~100 0.5~50 0.5~50 注:有◆者为可用,空白者为不详或不适用。
由于市场上的折页涡轮较多的是4叶,所以优先选择4叶折叶开启涡轮,倾斜角为45°。
通常2~4叶涡轮的经验计算公式为
111~,此处取。
3241W/D=
4D/T=
C/D=0.8~1.5,此处取1.2
式中,D——搅拌器叶轮直径 (mm) T——搅拌罐直径 (mm) W——叶片宽度 (mm)
C——搅拌器叶轮离罐底的高度 (mm)
所以,可得涡轮直径为
1D??800?267mm,圆整为260mm。
3叶片的宽度为
1W=×270=67.5 mm
4搅拌器的安装高度为 C=1.2×270=324 mm
折叶涡轮的叶端线速度常取3~7m/s,此处取5m/s。线速度的计算公式为: v=πDn/60 -------------------------------------------------------------------⑤ 式中,v——叶端线速度 (m/s) D——涡轮直径 (m) n——涡轮转速 (r/min) 由公式⑤可得叶轮的转速为
60v ?D60?5 =
3.14?0.26 n? =367 r/min
由于搅拌罐内的液位与搅拌罐的直径之比H/T<2,所以采用单层桨叶。 高锰酸钾溶液的雷诺数Re计算公式为