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搅拌器在化工单元设备中的选用作者：王雪云摘要：通过对搅拌目的、搅拌机理及搅拌器的类型的介绍，分析在化工工艺设计中应如何选用搅拌器，以达到工艺要求。
关键词: 搅拌器1 目的和机理要合理的选用搅拌器，首先要了解搅拌目的和搅拌的混合机理。
在化工生产中，经常有以下几种情况要进行搅拌。
1. 1 均相液体混合把互溶液体混合。
通过搅拌尽可能达到分子规模均匀程度。
如混酸配制、石油产品混合等。
1. 2 非均相液体混合把互不相溶的两种液体混合起来，使其中的一相以微小液滴状均匀分散到另一相液体中去。
比如在精细化工制药和食品工业中常会碰到乳化过程，通过搅拌，使第一液相以极小的液滴形式分散于第二液相，形成稳定的混合物。
又如溶剂萃取过程中，为了增大液液两相间的界面，实现相间传质，可通过搅拌来完成。
1. 3 固液混合让固体颗粒在液体中悬浮。
如在以固体作为催化剂的液相反应中，用搅拌器可以防止固体沉降，提供反应所需的固液传质环境。
1. 4 气液混合在氧化、加氢和生物发酵等工业操作中，搅拌时，把大气泡打碎成微小气泡并使之均匀分散到整个液相中，以增大气液接触面。
1. 5 强化液体与器壁的传热为了强化流体与器壁之间的传热，在器壁处的流体应有足够的流速，使介质和器壁面有一个较大的传热系数，通过搅拌可达此目的。
以上几种情况是化工生产中常见的。
在实际的搅拌操作过程中，常常同时要达到好几种目的。
搅拌之所以能达到以上几种目的是因为物料在搅拌作用下相互掺合，形成具有某种均匀程度混合的缘故。
搅拌器旋转，推动液体高速流动，同时又带动周围液体，使全部液体在釜内循环流动，形成宏观上的总体流动。
搅拌器有两大功能：!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；"产生强大的湍动，使液体微团尺寸减小。
湍流的强弱在搅拌器的选用过程中是较为重要的一个环节。
因为总体流动中高速旋转的旋涡与液体微团之间会产生很大的相对运动和剪切力，搅拌器选用得当，搅拌效果越好时，液团分割得就越细小，使得混合的组分之间接触面不断增大，分子扩散速率增加，混合物的分离强度下降，也即混合效果越好。
搅拌器设计选型搅拌器设计选型绪论搅拌作为一种工业生产中常见的操作，可以实现物质的混合、传热和传质等效果。
从化学工业到食品、纤维、造纸、石油和水处理等领域，搅拌操作都被广泛应用。
搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌两种。
相比于气流搅拌，机械搅拌更适用于高粘度液体的搅拌，但气流搅拌在处理腐蚀性液体、高温高压条件下的反应液体时更为便利。
搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。
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应用广泛，尤其是在化学工业中。
搅拌设备作为反应器的应用率高达99%。
搅拌设备的应用范围广泛，因为其操作条件可控范围广，能够适应多样化的生产。
搅拌设备的作用主要包括：使物料混合均匀、使气体在液相中分散、使固体粒子均匀悬浮、使不相溶的液相均匀悬浮或充分乳化、强化相间的传质和传热等。
搅拌设备在石油化工生产中被广泛应用，例如物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。
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需要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，可以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，搅拌器的作用可以使流体运动。
第三节搅拌装置的安装形式搅拌设备可以按工艺用途、搅拌器结构形式或搅拌装置的安装形式进行分类。
下面仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。
文章中没有明显的格式错误和问题段落。
一、在立式中心安装搅拌装置，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，电机功率一般认为3.7kW以下为小型，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、将搅拌装置偏心安装在立式上，可以防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，增加液层间的湍动，提高搅拌效果。
但偏心搅拌容易引起振动，一般适用于小型设备。
三、对于简单的圆筒形或方形敞开的立式设备，可采用倾斜式搅拌，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。
推流搅拌器选型分析及技术改进推流搅拌器是当前污水处理工程中常用的辅助设备。
随着对污水处理要求的不断提高以及产品的快速发展，推流搅拌器的应用越来越广泛，涉及到石油、化工、造纸、印染、农药、食品、制革等多个行业，尤其在城市污水处理中发挥重要作用。
以下将对具体内容进行分析。
1推流搅拌器的选型分析1.1减速机减速机作为推流搅拌器中的关键部件，由于处于特殊的作业环境中，因此发挥重要作用。
同时也为减速机的选型提出较多要求，如能耗低、效率高、结构紧凑、震动小、重量轻等。
由于减速机的结构对推流搅拌器的尺寸产生直接影响，因此推流搅拌器的轴向尺寸越小，则设备的中心将越靠近轴向力的支撑点。
那么在设备运行过程中，就会减少摆动，降低振动率。
零件的重量轻，震动小，则便于搬运与维护，且具备良好的润滑性能，更利于延长工作效率与使用寿命。
1.2设备基座应用推流搅拌器，其基座可确保整个设备的正常运行，是重要的辅助部件。
通过对现场设备故障的分析，很多零件存在不牢固缺陷，在进行空负荷试车过程中，形成较大的振动与摇摆，进而造成设备运行时的受力不均，甚至引起主机联结螺栓松动，对设备的轴承与齿轮破坏、密封破坏等产生影响。
一般情况下，在安装设备时，牢固设备是最基本的要求，但是由于推流搅拌器的工况特殊，一方面需要确保设备的稳定运行，另一方面需保证设备带水起吊，并发挥安装复位功能。
但是二者之间存在矛盾，既需要牢固，又需要吊起和复位。
这样，就给设备基座的应用提出了更高要求，在支撑设备过程中，应注意减震、防松及夹紧，在设备维护过程中，则确保起吊的便捷性。
虽然基座具有重要作用，但是设备生产厂家主要集中于改进设备的主体结构，因此设备故障仍然无法避免。
当前，市场常用的推流搅拌器主要为单管托架式、单点支撑式、悬臂坐凳式以及平板托架式等。
最近投放市场使用的床式V型坠吸振耦合基座，由于具有特殊结构，因此可以支持推流搅拌器的自动楔紧以及自然加固，实现自动就位、自动对中以及自动固定。
搅拌器的选型搅拌器是反应釜的重要组成部分，是一种广泛应用的操作单元，它的复杂性在于它的原理要涉及流体力学、传热、传质和化学反应等多种过程。
一、搅拌器在化工生产中的用途化工生产的各种工艺过程涉及到各种不同特性的物料，各种不同的搅拌目的，所选的搅拌器不同，工艺过程种类多，搅拌的用途也多。
1、液体的互溶两种或多种液体的互溶、混合，但是均相液体的搅拌又应区分均相液体混合物中是否发生化学反应，对于没有化学反应的情况，通常称为互溶液体的调和或调匀。
对于两种或数种互溶液体间存在化学反应的情形，为了加速反应或使反应完全，也应进行搅拌。
2、互不相容液体的分散这种操作目的是互不相溶的液体相互接触，相互充分分散，以有利于传质或换学反应，或制备悬浊液和乳化液。
搅拌的作用是使液滴细化，增大相对接触面积。
3、气液相的接触这种搅拌使气体成为细微气泡，在液相中均匀分散，形成稳定的分散质，或增强液体吸收气体，或加快气液相发展化学反应等。
4、固液相的分散顾叶祥的搅拌用途较广，有时是制备均匀悬浮液，有时是固体的溶解，有时是固液相间发生化学反应，有时是固相在液体中洗涤，有时是从饱和液体中析出晶体等。
5、加强传热有些液体反应的时候需要加热或者冷却，通过搅拌提高液体的传热速度或者使液体的温度更均匀。
二、搅拌器的形式搅拌过程对搅拌器的要求各有不同，搅拌过程的情况千差万别，使搅拌器的形式也多种多样，下面是几种常用的搅拌器：1、推进式搅拌器推进式搅拌器常用整体铸造，加工方便，结构类似于轮船的螺旋推进器，常有三片桨叶组成。
推进式搅拌器直径取反应釜内经的1/4～1/3，切向线速度可达5～15m/s，转速为300～600rpm，最高转速可达1750rpm。
一般说小直径取高转速，大直径取低转速。
搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起的作用以容积循环为主，剪切作用小，上下翻腾效果好，但采用挡板或者导流筒则轴向循环更强。
2、桨式搅拌器桨式搅拌器是一种结构和加工都非常简单的搅拌器，共两片桨叶，桨叶安装形式可分为平直叶和折叶两种，平直叶就是叶面与旋转方向互相垂直，折叶则是叶面与旋转方向呈一定的倾斜角度。
搅拌器科技名词定义中文名称：搅拌器英文名称：stirrer定义：使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。
所属学科：机械工程（一级学科）；实验室仪器和装置（二级学科）；气候环境试验设备-气候环境试验设备零部件及附件（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片搅拌器使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。
搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。
一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流动有利。
对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。
小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。
搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题，至今只能通过逐级经验放大，根据取得的放大判据，外推至工业规模。
目录搅拌功率标记示例搅拌器的选型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、过渡流、湍流三种状态，搅拌设备中同样也存在这三种流动状态，而决定这些状态的主要参数之一就是流体的粘度。
在搅拌过程中，一般认为粘度小于5Pa?s的为低粘度流体，例如：水、蓖麻油、饴糖、果酱、蜂蜜、润滑油重油、低粘乳液等；5-50Pa?s的为中粘度流体，例如：油墨、牙膏等；50-500Pa?s的为高粘度流体，例如口香糖、增塑溶胶、固体燃料等；大于500Pa?s的为特高粘流体例如：橡胶混合物、塑料熔体、有机硅等。
对于低粘度介质，用小直径的高转速的搅拌器就能带动周围的流体循环，并至远处。
而高粘度介质的流体则不然，需直接用搅拌器来推动。
适用于低粘和中粘流体的叶轮有桨式、开启涡轮式、推进式、长薄叶螺旋桨式、圆盘涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、MIG式等。
搅拌器的选型经验搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。
由于液体的黏度对搅拌状态有很大影响。
所以根据搅拌介质黏度大小来进行搅拌器选型是一种基本的方法。
几种典型的搅拌器都随黏度的高低而有不同的使用范围。
随黏度增高的各种搅拌器选用顺序为推进式、涡轮式、桨式、锚框式和螺带式等。
下图对这个选用顺序的分的较细，并提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
这个搅拌器选型图不是绝对地规定了使用桨型的限制，实际上各种桨型的使用范围是有重叠的，例如桨式搅拌器由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低黏度时也是应用得较普遍的。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的就是涡轮式搅拌器。
相关内容：涡轮式搅拌器介绍根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的搅拌器，这是一种比较合用的方法。
这种选型方法是把搅拌器桨型分成快速型与慢速型两类。
前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来决定桨型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的黏度高低的影响。
低黏度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。
由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的，而涡轮式搅拌器因其动力消耗大，虽有高的剪切能力．但对于这种混合过程并无太大必要，所以若用在大容量液体的混合时就不合理了。
桨式搅拌器因其结构简单，在小容量液体混合中仍广泛地应用，但用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
相关内容：推进式搅拌器结构特点和应用| 桨式搅拌器构造型式对分散操作过程，涡轮式搅拌器因具有高剪切力和较大循环能力，所以最为合用，特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和后弯叶的剪力作用大，就更为合适。
推进式、桨式由于其剪切力比平直叶涡轮式的小，所以只能在液体分散量较小的情况下可用，而其中桨式很少用于分散操作。
反应釜搅拌器选型方法规范反应釜搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。
由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据反应釜内搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。
几种典型的搅拌器都随粘度的高低而有不同的使用范围。
随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等，这里对推进式的分得较细，提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
这个选型图不是绝对地规定了使用浆型的限制，实际上各种浆型的使用范围是有重叠的，例如浆式由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低粘度时也是应用得较普遍的。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种浆型。
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。
由于苏联的浆型选择有其本国的习惯，所以与我国常用浆型并不尽相同。
推荐浆型是把浆型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来决定浆型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。
其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。
提出的选型表也是根据反应釜搅拌的目的及搅拌时的流动状态来选型，它的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了浆型的使用范围，使得选型更加具体。
比较上述表可以看到，选型的根据和结果还是比较一致的。
下面对其中几个主要的过程再作些说明。
低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。
由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的。
而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但对于这种混合的过程并无太大必要，所以若用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
对分散操作过程，涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，所以最为合用，特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和弯叶的剪力作用大，就更为合适。
反应釜搅拌器的选型选型概述由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。
不同款型的搅拌器都随粘度的高低而具有各自不同的使用范围。
随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等。
特别针对推进式，我们建议大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。
另外各搅拌器的使用范围也有一定重叠，如桨式由于结构简单，用挡板可以改善流型，因此在低粘度工况也有较普遍的使用。
而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种形式。
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的搅拌器形式，这是一种比较合用的方法。
建议把桨型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。
选用时根据搅拌目的及流动状态来选型以及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。
其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。
选型的方式这样选型的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了不同搅拌器的使用范围，使得选型更加具体。
下面分别予以说明。
●低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且混合时间相对短时才比较困难。
鉴于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以最为适用。
而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但此类混合的过程并无太大必要，所以若在此使用，其循环能力就显得不足了。
●对分散操作过程，涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，因而最是推荐。
特别是平直叶涡轮的剪力作用比折叶和弯叶的剪力作用大，更为合适。
推进式、浆式由于其剪切力比平直叶涡轮式的小，所以只能在液体分散量较小的情况下可用。
而桨式就很少用于分散操作。
分散操作一般都用挡板来加强剪切效果。
●固体悬浮操作以涡轮式为主，其中以开启涡轮式为最好，它没有中间的圆盘部分，不致阻碍桨叶上下的液相混合。
尤以弯叶开启涡轮的优点更突出，它的排出性好、桨叶不易磨损。
搅拌器及其选型⼩直径⾼转速搅拌机的选型及使⽤⽬前在SW中国的⼏个⼯⼚使⽤最多的搅拌设备是⼩直径⾼转速搅拌机。
其中尤其以涡轮式搅拌器（齿式叶⽚）为主，推进式搅拌器（桨状叶⽚）为辅，其他形式的叶⽚就更少了。
现仅以前⼆种搅拌机为例，互相学习探讨⼀下相关的问题。
⼀、搅拌搅拌是使釜（或槽）内物料形成某种特定⽅式的运动（通常为循环流动）。
搅拌注重的是釜内物料的运动⽅式和剧烈程度，以及这种运动状况对于给定过程的适应性。
⼆．⼩直径⾼转速搅拌机1.种类：（1）。
推进式搅拌器（2）。
涡轮式搅拌器(1)推进式搅拌器（旋桨式搅拌器）其叶轮直径较⼩，通常仅为釜直径的0.2~0.5倍，但转速较⾼，可达100~500r/min。
叶⽚端部的圆周速度较⼤，可达5~15m/s。
⼯作原理：⼯作时，推进式搅拌器如同⼀台⽆外壳的轴流泵，⾼速旋转的叶轮使液体作轴向和切向运动。
液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动，流⾄釜底时再沿釜壁折回，并重新返回旋桨⼊⼝，从⽽形成如图3-3所⽰的总体循环流动，起到混合液体的作⽤。
液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动，这种圆周运动使釜中⼼处的液⾯下凹，釜壁处的液⾯上升，从⽽使釜的有效容积减⼩。
下凹严重时桨叶的中⼼甚⾄会吸⼊空⽓，便搅拌效果急剧下降。
当釜内物料为液-液或液-固多相体系时，圆周运动还会使物料出现分层现象，起着与混合相反的作⽤，故应采取措施抑制釜内物料的圆周运动。
推进式搅拌器的特点是液体循环量较⼤，但产⽣的湍动程度不⾼，常⽤于低黏度( <2Pa·s)液体的反应、混合、传热以及固液⽐较⼩的溶解和悬浮等过程。
(2)涡轮式搅拌器（齿状叶⽚为例）该搅拌器有多种型式。
⼤部分盘状叶⽚都属此类（如齿状叶⽚）其叶轮直径亦较⼩，通常也仅为釜径的0.2~0.5倍，转速可达10 ~ 500 r/min，叶端圆周速度可达4~ 10m/s。
⼯作原理⼯作时，涡轮式搅拌器如同⼀台⽆外壳的离⼼泵，⾼速旋转的叶轮使釜内液体产⽣切向和径向运动。
