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【精品完整版】化工搅拌器的设计

发布时间:2020-06-13 05:21

  【精品完整版】化工搅拌器的设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。黄河科技学院毕业设计说明书 1 绪论 第1页 1.1 搅拌器的概述 1.1.1 搅拌器的应用范围 机械搅拌反应器适用于各种物性(如粘度、密度)和各种操作条件(温度、压力) 的反应过程,广泛应用于

  黄河科技学院毕业设计说明书 1 绪论 第1页 1.1 搅拌器的概述 1.1.1 搅拌器的应用范围 机械搅拌反应器适用于各种物性(如粘度、密度)和各种操作条件(温度、压力) 的反应过程,广泛应用于合成材料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、 涂料、食品、冶金、废水处理等行业。如实验室的搅拌反应器可小至数十毫升,而污水 处理、湿法冶金、磷肥等工业大型反应器的容积可达数千立方米。除用作化学反应器和 生物反应器外,搅拌反应器还可大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、 传热等操作。 搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。搅拌容器包括筒体、换热元件及内 构件。搅拌器、搅拌轴、及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。 1.1.2 搅拌器的工作原理 通常搅拌装置由作为原动机的马达(电动、风动或液压),减速机与其输出轴相连的 搅拌抽,和安装在搅拌轴上的叶轮组成 减速机体通过一个支架或底板与搅拌容器相连。 当容器内部有压力时,搅拌轴穿过底板进入容器时应有一个密封装置,常用填料密封或 机械密封。通常马达与密封均外购,研究的重点是叶轮。叶轮的搅拌作用表现为“泵送” 和 涡流”,即产生流体速度和流体剪切,前者导至全容器中的回流,介质易位,防止 固体的沉淀并产生对换热热管束 (如果有)的冲刷;剪切是一种大回流中的微混合,可以 打碎气泡或不可溶的液滴,造成“均匀”。 1.1.3 化工反应中的搅拌设备 根据搅拌器叶轮的形状可以分成直叶桨式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚 式、螺带式、螺旋式等}根据处理的掖体牯度不同可以分为低粘度液搅拌器。低粘度液 搅拌器,如:三叶推进式、折叶桨叶,6 直叶涡轮式、超级混合叶轮式 HR 100,HV 100 等;中高粘度液搅拌器如:锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型,MR 205,305 超 黄河科技学院毕业设计说明书 混合搅拌器等等。 第2页 1.2 化工搅拌器的适应条件和构造 1.2.1 化工搅拌器的适应条件 搅拌加速传热和传质,在化工设备中广泛运用。化工搅拌器的作用使化工生产中的 液体充分混合,以满足化学反应能够最大程度的进行,该设备可以代替手动搅拌对人体 有毒或对皮肤有伤害的化工原料减少对人体的危害,同时通过电动机带动轴加速搅拌, 提高生产率。 搅拌加速传热和传质,在化工设备中广泛运用。搅拌的对象可以是液体 、 固体和气体,其中液体是必不可少的。最常见的液体是水,其粘度很低。液体也可能很 粘,如黄油在室温下可达 l,000,000 cP。液体中如加入过多的固体,如泥沙,会失 去流动性,成为泥团。这种物料也可搅拌,但不在本文叙述的范围内。 1.2.2 化工搅拌器的构造 化工生产过程中,通常用到的搅拌器种类有桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅 拌器、锚式搅拌器、框式搅拌器、螺带式搅拌器等。各类搅拌器由于其构造,性能等差 异,使其能够分别适用于化工生产中各种不同的工况。桨式搅拌器又可分为平直叶和折 叶搅拌器两种。这类搅拌器的结构和加工都比较简单。搅拌器直径 d 与釜径 D 之 比 d /D 为 0.35~0.8,其运转速度为 10~100r/min,为大型低速搅拌器,适用于低、 中等粘度物料的混合及促进传热,可溶固体的混合与溶解等场合。涡轮式搅拌器又可分 为开启涡轮式和圆盘涡轮式两类,每类又可分为平直叶、折叶、后弯叶三种。涡轮式搅 拌器外形结构上与桨式搅拌器类似,只是叶片较多。搅拌器直径 d 与釜径 D 之比 d/D 为 0.17~0.5,转速为 30~500r/min。旋转时有较高的局部剪切作用,能得到高分 散度微团,适用于气液混合及液液混合或强烈搅拌的场合,常用于低中等粘度物料 (μ5×10 cP)。就一开启式和圆盘式相比较而言,其构造上差异造成开启式比圆盘式循环 流量更大,轴向混合效果更好。推进式搅拌器也常被称为旋桨式搅拌器。顾名思义,其 叶片形式类似于轮船上的螺旋桨。搅拌器直径 d 与釜径 D 之比 d/D 为 0.2~0.5, 转速较高,为 100~800r/min。运转时产生较大的轴向循环流量,宏观混合效果较好, 适用于均相液体混合等搅拌不是非常强烈的以宏观混合为目的的搅拌场合,常用于低粘 黄河科技学院毕业设计说明书 第3页 度料液 (μ2000cP)的混合。框式搅拌器的搅拌外缘与釜壁间隙很小,d/D 为 0.9~ 0.98,此特点使得搅拌时物料不易产生死区。转速为 1~100r/min,为低速搅拌器, 只产生切线流,剪切作用小,无轴向混合,适用于高粘度物料的搅拌。如精细化工产品 涂料油漆、化妆品的生产过程中常用到此类搅拌器。螺带式搅拌器是把一定螺距的螺旋 形钢带固定在搅拌轴上,螺带外缘很接近釜壁。搅拌时,物料沿釜壁上升,沿轴向下运 动。适用于高粘度料液的混合。 1.3 课题的目的、意义、国内外现状 1.3.1 课题的目的、意义 化工反应中搅拌器的目的是借助搅拌器的作用使化工生产中的液体充分混合,以满 足化学反应能够最大程度的进行。该设备可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤有伤害 的化工原料,结构简单,使用方便,在化工生产应用比较广泛。本课题要求设计一个小 型搅拌器,容积在 500 升左右,工作平稳灵活,使用方便。本题目主要涉及化工生产中 搅拌器的设备设计,主要解决的问题是化工生产中该设备的设计,包括:搅拌器的选择、 电动机及减速器的选型、支撑装置的设计、轴的选择及密封设置、搅拌容器的设计,并 画出相应的设备图。 1.3.2 搅拌器的发展史及现状 搅拌混合设备是一种应用广泛、品种繁多的流体机械产品,适用于化工、冶金、医 药、食品和饲料等领域。搅拌操作是工业反应过程的重要环节,它的原理涉及流体力学、 传热、传质及化学反应等多种过程,而搅拌器是为了使搅拌介质获得适宜的流动场而向 其输入机械能量的装置。因此搅拌器也叫做 Mixer,或叫做 Agitator,Stirrer。广义的搅拌 还包括将固体微粒分散悬浮在溶液里面或将溶液变