化工攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)選型分析

作者

kaiyuan

時(shí)間

2019-09-08 12:11

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)包括工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。工藝設(shè)計(jì)提出機(jī)械設(shè)計(jì)的原始條件，即給出處理量，操作方式，較大工作壓力（或真空度），較高工作溫度（或較低工作溫度），被攪物料的物性和腐蝕情況等，同時(shí)還需提出傳熱面的型式和傳熱面積，攪拌器型式，攪拌轉(zhuǎn)速與功率等。而機(jī)械設(shè)計(jì)則應(yīng)對(duì)攪拌容器，傳動(dòng)裝置，軸封以及內(nèi)構(gòu)件等進(jìn)行合理的選型，強(qiáng)度（或剛度）計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

具體選型步驟分析：

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之明確任務(wù)，目的。

設(shè)計(jì)的全部依據(jù)來源于攪拌的任務(wù)和目的。

其基本內(nèi)容應(yīng)包括：

明確被攪拌物料體系；

攪拌操作所達(dá)到的目的；

被攪拌物料的處理量（間歇操作按一個(gè)周期的批量，連續(xù)操作按時(shí)班或年處理量）；

明確有無化學(xué)反應(yīng)，有無熱量傳遞等，考慮反應(yīng)體系對(duì)攪拌效果的要求。

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之了解物料性質(zhì)。

物料體系的性質(zhì)是攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。物系性質(zhì)包括物料處理量，物料的停留時(shí)間，物料的黏度，體系在攪拌或反應(yīng)過程中達(dá)到的較大黏度，物料的表面張力，粒狀物料在懸浮介質(zhì)中的沉降速度，固體粒子的含量和通氣量等。

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之?dāng)嚢杵鬟x型。

攪拌器的結(jié)構(gòu)型式和混合特性很大程度上決定了體系的混合效果。并且還因根據(jù)攪拌物質(zhì)來選定攪拌器的型號(hào)。（如：攪拌固體物質(zhì)，就因選用雙軸高速分散機(jī)，它的攪拌效率比單軸高速分散機(jī)更高。）因此，攪拌器的選型好壞直接影響著整個(gè)攪拌設(shè)備的攪拌效果和操作費(fèi)用。目前，對(duì)于給定的攪拌過程，攪拌器的選型沒有成熟，完善的方法。往往在同一攪拌目的下，幾種攪拌器均可適用。此時(shí)多數(shù)依靠過去的經(jīng)驗(yàn)?；蛳嗨乒I(yè)實(shí)例分析以及放大極速的掌握程度。有時(shí)對(duì)一些特殊的攪拌過程，還需進(jìn)行中試甚至需要模型演示過程才能確定合適的攪拌器結(jié)構(gòu)型式。

在攪拌器結(jié)構(gòu)型式選定之后，還應(yīng)考慮攪拌器直徑的大小與轉(zhuǎn)速的高低。

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之確定操作參數(shù)

操作參數(shù)包括攪拌設(shè)備的操作壓力與溫度，物料處理量與時(shí)間，連續(xù)或間歇操作方式，攪拌器直徑與轉(zhuǎn)速，物料的有關(guān)物性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等，而基本的目的是要通過這些參數(shù)，計(jì)算出攪拌雷諾數(shù)，確定流動(dòng)類型，進(jìn)而計(jì)算攪拌功率。（雙軸高速分散機(jī)參數(shù)是緊密圍繞固體粉狀物料所需屬性所制作的。）

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之?dāng)嚢柙O(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在確定攪拌器結(jié)構(gòu)型式和操作參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是確定攪拌器構(gòu)型的幾何尺寸，攪拌容器的幾何形狀和尺寸。（雙軸高速分散機(jī)適用各種位置。）

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之?dāng)嚢杼匦杂?jì)算

攪拌特性包括攪拌功率，循環(huán)能力，切應(yīng)變速率及分布等，根據(jù)攪拌任務(wù)及目的確定關(guān)鍵攪拌特性。攪拌功率計(jì)算又分兩個(gè)步驟，步確定攪拌功率；第二步考慮軸封和傳動(dòng)裝置中的功率耗，確定適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)額定功率，進(jìn)而選用相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之傳熱設(shè)計(jì)

為攪拌操作過程中存在熱量傳遞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行傳熱計(jì)算。其主要目的是核算攪拌設(shè)備提供的換熱面積滿意是傳熱的要求。

攪拌機(jī)、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之費(fèi)用估計(jì)

在滿足工藝要求的前提下，花費(fèi)較低的總費(fèi)用是評(píng)價(jià)攪拌設(shè)備性能，校驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的重要指標(biāo)之一。完整的費(fèi)用估算包括以下幾個(gè)方面：

① 設(shè)備加工與安裝費(fèi)用，包括設(shè)備材料，加工制造與安裝，通用設(shè)備購置等所需費(fèi)用。

② 操作費(fèi)用 包括動(dòng)力消耗，載熱劑消耗，操作管理人員配備等所需的費(fèi)用。

③ 維修費(fèi)用 包括按生產(chǎn)周期進(jìn)行維修時(shí)對(duì)耗用材料，更新零部件，人工，器材等所需的費(fèi)用。

④ 整體設(shè)備折舊費(fèi)用的估算。