如何計算立式攪拌器的攪拌功率?
點(diǎn)擊次數:1503 更新時(shí)間:2022-10-09
攪拌器向液體輸出的功率P,按下式計算:P=Kd5N3ρ式中K為功率準數,它是攪拌雷諾數Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函數;d和N 分別為攪拌器的直徑和轉速;ρ和μ分別為混合液的密度和粘度。對于一定幾何結構的攪拌器和攪拌槽,K與Rej的函數關(guān)系可由實(shí)驗測定,將這函數關(guān)系繪成曲線(xiàn),稱(chēng)為功率曲線(xiàn)。
攪拌功率的基本計算方法:
理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮,但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率,因攪拌作業(yè)功率很難予以準確測定,一般通過(guò)設定攪拌器的轉速來(lái)滿(mǎn)足達到所需的攪拌作業(yè)功率。從攪拌器功率的概念出發(fā),影響攪拌功率的主要因素如下。
?、?攪拌器的結構和運行參數,如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。
?、?攪拌槽的結構參數,如攪拌槽內徑和高度、有無(wú)擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。

?、?攪拌介質(zhì)的物性,如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。
由以上分析可見(jiàn),影響攪拌功率的因素是很復雜的,一般難以直接通過(guò)理論分析方法來(lái)得到攪拌功率的計算方程。因此,借助于實(shí)驗方法,再結合理論分析,是求得攪拌功率計算公式的惟一途徑。
由流體力學(xué)的納維爾-斯托克斯方程,并將其表示成無(wú)量綱形式,可得到無(wú)量綱關(guān)系式(11-14)。
Np=P/ρN³dj5=f(Re,Fr)
式中Np——功率準數
Fr——弗魯德數,Fr=N²dj/g;
P——攪拌功率,W。
式(11-14)中,雷諾數反映了流體慣性力與粘滯力之比,而弗魯德數反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗表明,除了在Re﹥300的過(guò)渡流狀態(tài)時(shí),Fr數對攪拌功率都沒(méi)有影響。即使在Re﹥300的過(guò)渡流狀態(tài),Fr數對大部分的攪拌槳葉影響也不大。因此在工程上都直接把功率因數表示成雷諾數的函數,而不考慮弗魯德數的影響。
由于在雷諾數中僅包含了攪拌器的轉速、槳葉直徑、流體的密度和黏度,因此對于以上提及的其他眾多因素必須在實(shí)驗中予以設定,然后測出功率準數與雷諾數的關(guān)系。由此可以看到,從實(shí)驗得到的所有功率準數與雷諾數的關(guān)系曲線(xiàn)或方程都只能在一定的條件范圍內才能使用。Z明顯的是對不同的槳型,功率準數與雷諾數的關(guān)系曲線(xiàn)是不同的,它們的Np-Re關(guān)系曲線(xiàn)也會(huì )不同。