螺杆螺带搅拌器技术参数
螺杆螺带式搅拌器的叶片是把细长形的金属卷成螺旋状而制成的,它是搅拌高黏度流体时不可缺少的一种叶轮形式。
螺带的宽度约为叶径的5%~15%,通常为10%。螺带的数量一般为2,称之为双螺杆螺带搅拌器;也有用一条螺带的单螺带叶轮;有时将一枚螺带放在螺杆外侧,另一枚螺带放在中间,并使叶轮转动时,内外两条螺带推动液体前进的方向相反,螺杆螺带搅拌器设计时使得两条螺带推动液体的排量相同,粘稠体搅拌器,这种螺带称内外单螺带。与内外单螺带类似的还有螺带-螺杆式叶轮,螺带与螺杆分别使液体向相反方向流动,朝阳搅拌器,使全罐形成整体的轴向循环,在设计螺带-螺杆式叶轮搅拌器时,也需注意使螺带与螺杆的排量相等,由于螺带搅拌器是用于搅拌高黏度流体的,故其叶径与罐径之比应取得大,至少应等于0.9,大的可使叶轮与罐之间几乎无间隙。而且为了提高传热能力,极力减少罐壁上的附着物,还可在螺带上装刮板。
螺带的安装高度通常取罐底至液面的高度。螺带旋转一周的高度称螺距,一般螺带为一至二个螺距。一个螺距的高度约等于叶径。搅拌高黏度流体时通常使用锚框式和螺带式叶轮,然而二者的混合效果大有区别,锚式叶轮几乎不产生上下流动,在罐中心部的混合效果也较差,且液体黏度越高,这种缺点越明显。另一方面,螺杆螺带式搅拌器叶轮利用其本身的结构特点和液体的黏性,产生以上下循环流为主的流动,随搅拌器搅拌轴旋转的方向不同,罐内有螺带存在的外周部液体被向上推或向下压,同时在罐中心部则液体相应地下降或上升,从而形成全罐液体的上下循环流动。至于哪一种旋转方向好,不能一概而论,尽可能以小试确认。有时,搅拌器回转方向不同,所需搅拌功率也不同。
罐中液体的循环流动是达到物料混合所的流动状态,而湍流扩散、剪切流又是某些搅拌过程快速进行达到搅拌目的所需要的。虽然某种合适的流动状态也要靠搅拌罐及其他附件来共同造成,但是叶轮的形状与运转情况仍可以说是决定罐内流动状态的基本的因素。
各种搅拌叶轮形状按搅拌器的运动方向与叶轮表面的角度可分为三类,即平叶、折叶和螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式、框式等的叶轮都是平叶或折叶,而推进式、螺杆式、螺带式的叶轮则为螺旋面叶。 平叶的桨面与运动方向垂直,即运动方向与桨面法线方向一致。折叶的桨面与运动方向成一个倾斜角度;一般这个倾斜角度为45或60度等。螺旋面叶是连续的螺旋面成其中一部分,叶片曲面与运动方向的角度逐渐变化,如推进式叶片的根部曲面与运动方向一般可为40-70度,而其叶端的曲面与运动方向的角度较小,吸收塔搅拌器,一般为17度左右。 由于平叶的运动方向与桨面垂直,所以当叶轮低速运转时,液体的主要流动为水平环向的流动。
当叶轮转速增大时,液体的径向流动就渐渐增大。叶轮转速愈高,由平叶排出的径向流愈强。但只靠叶轮本身,它造成的轴向流动还是很弱的。折叶由于桨面与运动方向成一定倾斜角,所以在叶轮运动时,除有水平环流外,还有轴向分流。在叶轮转速增大时,调节罐搅拌器,还有渐渐增大的径向流。螺旋面可以看成是许多折叶的组合,这些折叶的角度逐渐变化,所以螺旋面的流向也有水平环向流、径向流和轴向流,其中轴向流量大。
开启涡轮搅拌器多是将叶片直接焊下轮毂上,折叶开启涡轮的叶片在焊接时,通常是在轮毂上开槽,叶片嵌入后施焊。小型开启涡轮也有整体铸造的,特别是折叶的,如大量生产,用铸造比焊接的更为方便。对于大直径的开启涡轮搅拌器,也可将全部叶片或径向对称的一对做成与轮毂可拆连接的,以便于安装.
双层折叶涡轮式搅拌器功率的计算
搅拌器双层折叶涡率计算
涡轮式搅拌器根据叶片倾角不同可分成上推式(PTU)和下压式(PTD)两种。双层叶轮有四种可能的组合,即PTD+PTD;PTU+PTU;PTU+PTD;PTD+PTU。对组合桨型符号的约定是:个出现的桨型为安装在下层的叶轮。实际应用中以PTD+PTD和PTU+PTD二种组合方式为多,而以PTU+PTD组合的混合效率,而PTD+PTU混合效率。在四枚宽0.1D挡板的条件下,二种组合叶轮的Np与L/D的关联式如式(3-29)和式(3-30)和图3-16和图3-17。可见对这二种组合折叶涡轮,其Np——L/D曲线均呈一凹形弧线,可用一二次曲线很好地拟合,式(3-29)的相关系数为0.995.式(3-30)的相关系数为0.963。
折叶涡轮搅拌器还常与圆盘涡轮和平桨等组合使用,组台时通常将折叶涡轮放在上层,同时将圆盘涡轮或平直叶开式涡轮等径向流叶轮放在下层可获得好的混合效果。
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