食品机械与设备课程设计
姓名：黄铖骁
学号：1101414002
系别：生物与化学工程学院
专业：食品科学与工程
班级：2011011301
指导教师：许彬
目录
搅拌器的设计 (2)
1.设计目的 (3)
1.1题目 (3)
2.糖浆的工艺 (3)
2.1糖浆在食品中的应用 (3)
2.2糖浆制备的一般工艺性流程 (3)
3. 设计方法及步骤 (4)
3.1初步选型 (4)
3.1.1搅拌器 (4)
3.1.2容器 (4)
3.2容器参数确定 (4)
3.2.1容器和封头尺寸 (4)
3.2.2挡板尺寸 (5)
3.3搅拌器类型 (5)
3.3.1搅拌器参数 (5)
3.3.2电机、减速器的参数 (6)
3.3.3搅拌器桨叶厚的确定 (8)
3.3.4轴参数的确定 (9)
3.4其他配件的选择 (10)
3.4.1机座 (10)
3.4.2支座 (11)
3.4.3联轴器 (11)
3.4.4夹套 (11)
3.4.5接管孔口 (11)
3.4.6接管 (11)
3.4.7法兰 (12)
3.4.8填料密封 (12)
4.计算结果概要 (12)
5.参考文献 (13)
搅拌器的设计
前言
混合是食品加工工艺过程中重要的单元操作之一。“混合”是使两种或两种以上不同组分的物质在外力作用下由不均匀状态达到相对均匀状态的过程。混合操作所采用的设备因物料状态不同而异。对于低黏度液体，采用的是液体搅拌与混合机械设备；对于粉料，所用的设备为混合器。介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，应用最为广泛的为搅拌器。
食品加工中的混合操作的任务主要是通过混合获得化学、物理均匀度达到要求的混合产品，比如饮料、乳制品的配制，果糖、糕饼原料的配制，调味料的配制，营养强化处理，添加剂的配制等等均需要经过混合才能获得质地均匀的物料。同时通过混合可以实现某种工艺目的。
在食品加工中，被混合的无聊性质和状态常常是多种多样的，一般有以下几种类型的混合：固—固、固—液、液—液、液—气无聊相混合构成的混合物。根据混合物性质的不同，混合机器的选择也不同。应用最为广泛的为搅拌器。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较为广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。
本说明介绍了小型搅拌器涉及的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本构造及其相关内容阐述了搅拌器的运动及其动力装置。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，对搅拌器的选型加以综述。
1.设计目的
食品加工生产中搅拌器的作用是使物料与物料之间充分混合，以满足需要。在
溶糖的过程中，搅拌器也起到了举足轻重的作用。此次就对溶糖所用的搅拌器进
行选择。
1.1题目
原料种类目的密度（kg/m3) 粘度（cp）处理量（m3）
糖浆溶糖 1.28×103100 2
2.糖浆的工艺
2.1糖浆在食品中的应用
糖浆的制备是碳酸饮料生产中重要的环节，其质量好坏直接影响碳酸饮料的产
品质量。这主要是因为糖浆在碳酸饮料中的作用：
（1）提供稠度而有助于传递香味
（2）提供能量和营养价值
而决定糖浆好坏的重要因素则是所选取的甜味剂。甜味剂是赋予食品以甜味的
食物添加剂。目前甜味剂种类较多，而我国碳酸饮料中使用最多的蔗糖，一般使
用质量最好的是白砂糖。
将糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。而单糖浆的浓度一般为55%~65%
（质量分数）。因为：浓度过稀作为容易腐败变质，而浓度过稠，则虽然保存性
能好，但冷却后黏度过大，不容易计量和稀释处理。因此在配制时一定要注意其
浓度。
2.2糖浆制备的一般工艺性流程
砂糖---称量---溶解---过滤---杀菌---冷却---脱气---浓度调整---配料---精
滤（均质）---杀菌---冷却---贮存（缓冲罐）---糖浆。
3.设计方法及步骤
3.1初步选型 3.1.1搅拌器
根据物料的黏度选型
∵黏度的国际单位为pa ·s 1pa ·s=1000cp ，此物料的黏度 0.1pa ·
s
根据上图可知，因此该物料属于低粘度物料
又∵溶糖是进行固体溶解的过程，要求搅拌器的剪切作用和循环能力 ∴初步确定选择涡轮式搅拌器 3.1.2容器
选用立式圆筒形容器,标准椭圆形封头 3.2容器参数确定 3.2.1容器和封头尺寸
自定高径比，选H/D=1/3 ，装料系数η1=0.6 ∵Vg=2 Vg=V/η1 ∴V=3.333
（Vg ——公称体积 η1——装料系数 V ——全容积）
∵V ≈πD i H/4 D i = 3
)
η4D
H Vg π（
=1.48m
圆整到公称直径DN=1500mm ，封头取与圆筒体相同内径，封头直边高度h 2=25mm
当DN=1500mm ，h 2=25mm 时，查《过程设备机械基础》附录6，得封头体积v=0.487m 3
65.14
48
.114.3487.0-333.34
v 2
2
=?=
-=
Di V H π
核算H/Di 与η
H/Di=1.65/1.48=1.1，该值处于1~1.3之间，故合理
6
.0487
.04
65
.148.114.36
.0333.3v
4
2
2
'
=+???=+=
=
H
Di Vg V
Vg πη
故也合理
容器及封头类型参数如下表：
3.2.2挡板尺寸
挡板宽度 b 1=0.1Di=0.15m 挡板个数通常为4
3.3搅拌器类型
搅拌桨为六直叶开启涡轮搅拌桨 3.3.1搅拌器参数
搅拌桨的直径d j =1/3Di 所以d j =0.5m 叶片宽度b 2=0.1d j =0.01m 选转速n 1=200r/min
查HG —T3796.112—2005
得桨叶的轮毂直径为90mm ，轴孔直径为60mm
容器类型 容器直径（m ） 容器内径
（m)
封头类型 封头直边高度(m ） 封头体积（m 3) 立式圆筒型 1.48 0.025 椭圆形 0.025 0.487
3.3.2电机、减速器的参数
μ
ρ2
Re j
nd =
μ=0.1pa ·s n1=200r/min ρ=1.28×103kg/m 3 d j =0.5m
Re=10666.6 属于湍流
根据下图
得Np=4 ∵5
3
11
j
d
n N Np ρ=
∴N 1=5.9kw
此时应先选择合适的减速机，再确定电机的型号。
确定减速器为双级圆柱齿轮减速器 ，根据下表得
减速器类型 开式传动、铸齿减速器 开式传动减速器 单级圆柱齿轮减速器 双级圆柱齿轮减速
器
行星齿轮
减速器
η 0.9—0.95 0.97—0.95—
0.95—
0.93 0.98 0.96 0.98 η2=0.95
根据下表得
参数双击齿轮减速器
减速比范围11.6—5.63
输出转速范围125—250
功率范围0.6—30
效率≥0.96
减速器输出转速n2=250r/min
则，Na=（N+Nm)/η 2 Nm=0.1N
∴Na=6.8kw
查电机型号表，如下图
确定电机型号为Y132S2—2
过载系数k=2
∵减速比为
250
2900=11.6 属于所选减速器的减速比范围之内
∴电机型号确定准确
减速器型号根据下图
确定减速器型号为LC125
3.3.3搅拌器桨叶厚的确定
查表得σ=0.8cm ∵Nj=η3N d —N m Nj=12.3kw 查表得Zn
Nj
M ?=
97400 其中Z=6 n=200r/min
M=998.35kg.f.cm=97.8M.pa 又∵01.16
8
.01.06
2
2
=?=
=
σb W
∴σ弯=M/W=96.8
由上述数据查下表选择桨叶
选择材料 高合金钢ooCr17Ni14Mo2 σs 为97
确定的桨叶参数如下表
3.3.4轴参数的确定
由下表
几种常用轴材料的[τ]k 与A 值
选定400CrC 调质 [τ]k=500 则[]
3
3
k 11671620n
N d τπ?= N=N1×1.36=8.02HP
桨叶类型 桨叶直径 桨叶宽度 桨叶厚度 轮毂直径 轴孔直径 桨叶材料 六直叶开启涡轮搅拌桨 500mm 10mm 8mm 90mm 60mm 高合金钢ooCr17Ni 14Mo2
轴的材料 A3、20
A4、35 45 40CrC 调质
1CrB 退大 2Cr 调质 [τ]k 120—200 200—300 200—400 400—520 180—240 400—500 A 14.34—12.14 12.2—10.6 10.6—9.64 9.64—
8.83
12.6—11.4 9.64—8.95 变换系数 1.36—1.15 1.16—1.01 1.01—0.92 0.92—
0.84 1.19—1.08
0.92—0.85
d 1=3.1 ∵16
3
d Wp π=
4
.2873200
871620716201
=?=
=
n N
T Q
∴τmax=T Q /Wp=495.4≤[τ]k
∴d 1选择3.1cm 即轴直径为3.1cm 轴材料的选择 查下表
B 、
C 系数[Go=8.1×105kgf/cm 2时]
选υ0=2 则此时B=7.2 Go=8.1×105kgf/cm 2
2.34
1
2==n N B d 29.1032
2
.314.332
4
4
2=?=
=
d Jp π
∴ 98
.1180
10000=??
=P
Q J G T π
φ
∴轴材料可确定为40CrC 调质
根据下表
可以确定搅拌器型号为PCK500—60316L
3.4其他配件的选择
根据通用零部件的标准，确定以下零部件 3.4.1机座
根据电动机型号确定：机座为整体底座 型号为132S
系数υ0 ? ? 1 1.5 2 2.5 B 12 10 8.5 7.7 7.2 6.8 C
0.73
0.62
0.52
0.47
0.44
0.42
悬挂式支座
3.4.3联轴器 联轴器类
型 许用扭矩范围1Nm 轴径范围mm 最大转速范围r/min 形式代号 规格 标准
刚性夹壳联轴器 85~900
30~110 380~900
TQ 25—200
HG-213-6 5
3.4.4夹套
Di 50~600mm 700~1800mm 2000~3000mm D 夹 Di ＋50 Di ＋100 Di ＋200
∵Di=1500 ∴D 夹=1600mm
42
?-i
j D V V H πη封
＞
∴选择可拆式整体夹套 直径1600mm 高860mm 3.4.5接管孔口 孔口类型 链接尺寸及标准
入孔 PN1.6DN400HG)45-1999 压料口 PN0.25DN40HG)45-1991 压料套管 PN0.25DN100HG)45-1991 出料口 PN0.25DN40HG)45-1991
3.4.6接管 出料口接管 Φ45×3.5×150 压料管 Φ51×315 压料口 Φ108×4×50 入孔 Φ180×158×3
焊接方式 型号 材料
数块钢板焊接 JB/T4712.3-2007 Q253~A.F
类型标准号名称数量材料
可接椭圆形顶盖处法兰JB/T4701-200
PII1400-0.25 2 Q2358
螺母垫圈螺栓
GB/76170-2000 GB/795-2002 GB/T5782-2000
螺母M20 垫圈20 螺栓M20×95
3.4.8填料密封
根据GB21537-1992 选择填料规格16×16
4.计算结果概要
类型数量材料
电动机Y132S2-2 1
减速器LC125 1
联轴器25-200 2 组合件
法兰PN0.25DN40 2 Q2358
盖板PN2.5DN100 1 Q2358
螺母N16 1 Q235-A
开启式涡轮搅拌器 1 高合金ooCr17Ni14Mo2 接管υ32×35 1 10
接管υ45×35 1 10
夹套封头 2 Q235-A
夹套筒体 1 Q235-A
支座B3 4 Q235-A-F
封头DN1400×10 2 Q235-A
螺栓M20×5 52 Q235-B
垫圈20 52 Q215-A
螺母M20 52 Q235-B
垫片 1 石棉橡胶板
法兰 2 Q235-A
5.参考文献
[1]肖旭霖.食品加工机械与设备.中国轻工业出版社.1991年
[2]化工设备结构图册.1992年
[3]化工设备设计全书编辑委员会.搅拌设备设计[M].上海：上海科学技术出版社.1993
[4]王凯，虞军.搅拌设备[M].北京：化学工业出版社.1992年
[5]陆振曦，陆守道.食品机械原理与设计[M].北京：中国轻工业出版社.1995年
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。
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.doczj.com/doc/5115721496.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
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
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 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。
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
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。
摘要 瓦斯是煤矿生产中的很难管理控制的一种危险隐患，同时也是一种能源及化工资源。为了做好瓦斯抽放，搞好瓦斯的防治工作，提高瓦斯的资源利用率。所以，必须再瓦斯抽放过程中确保无瓦斯泄漏，务必把抽放钻孔封堵完备。这就需要使用封填材料，而此材料是一种混合浆液，需要用搅拌设备将其搅拌均匀。而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。搅拌操作看来似乎间单，单实际上，它所涉及的因素却极为复杂。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，阐述了搅拌器的运动及其动力装置。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与，从而对小型搅拌器的设计加以综述。 关键词：传动装置搅拌桨叶支撑装置风动马达轴封
Abstract Gas drill holes sealing system mixing part of the design and analysis The gas is difficult to manage in the coal mine production control of a dangerous hidden, And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. The operation of mix round looks as if simpleness, but actually, the ingredient it involved are plaguy of small pulsator design, and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of pulsator. Overpass describe the basic fixture of pulastor and consult its basic employment principle. Function and operation, thereby summarize the design of small pulsator. Key word: gearing mixing blades bearing device pneumatic motor shaft seal
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 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
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
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
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
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，
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