化工攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備的設(shè)計選型分析

作者

kaiyuan

時間

2019-09-08 12:11

攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備的設(shè)計包括工藝設(shè)計和機械設(shè)計兩部分內(nèi)容。工藝設(shè)計提出機械設(shè)計的原始條件，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。而機械設(shè)計則應(yīng)對攪拌容器，傳動裝置，軸封以及內(nèi)構(gòu)件等進行合理的選型，強度（或剛度）計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。

具體選型步驟分析：

攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之明確任務(wù)，目的。

設(shè)計的全部依據(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；

攪拌操作所達到的目的；

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

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

攪拌機、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)計計算的基礎(chǔ)。物系性質(zhì)包括物料處理量，物料的停留時間，物料的黏度，體系在攪拌或反應(yīng)過程中達到的較大黏度，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、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之攪拌器選型。

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。（如：攪拌固體物質(zhì)，就因選用雙軸高速分散機，它的攪拌效率比單軸高速分散機更高。）因此，攪拌器的選型好壞直接影響著整個攪拌設(shè)備的攪拌效果和操作費用。目前，對于給定的攪拌過程，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。此時多數(shù)依靠過去的經(jīng)驗。或相似工業(yè)實例分析以及放大極速的掌握程度。有時對一些特殊的攪拌過程，還需進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、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)物性與運動狀態(tài)等，而基本的目的是要通過這些參數(shù)，計算出攪拌雷諾數(shù)，確定流動類型，進而計算攪拌功率。（雙軸高速分散機參數(shù)是緊密圍繞固體粉狀物料所需屬性所制作的。）

攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計

在確定攪拌器結(jié)構(gòu)型式和操作參數(shù)的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，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。（雙軸高速分散機適用各種位置。）

攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之攪拌特性計算

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。攪拌功率計算又分兩個步驟，步確定攪拌功率；第二步考慮軸封和傳動裝置中的功率耗，確定適當?shù)碾妱訖C額定功率，進而選用相應(yīng)的電動機。

攪拌機、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之傳熱設(shè)計

為攪拌操作過程中存在熱量傳遞時，應(yīng)進行傳熱計算。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、攪拌器、攪拌設(shè)備選型之費用估計

在滿足工藝要求的前提下，花費較低的總費用是評價攪拌設(shè)備性能，校驗設(shè)計合理的重要指標之一。完整的費用估算包括以下幾個方面：

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

② 操作費用 包括動力消耗，載熱劑消耗，操作管理人員配備等所需的費用。

③ 維修費用 包括按生產(chǎn)周期進行維修時對耗用材料，更新零部件，人工，器材等所需的費用。

④ 整體設(shè)備折舊費用的估算。