按关键词阅读: 化工原理第4章
7、倍,在湍流区域 (Re103),4.3.1搅拌槽内叶轮的泵出流量、压头及功率,湍流区:NQ 与 Re 无关 , 为一常数,泵出流量准数 NQ=Q/nd3 循环流量准数 NQ=Q/nd3,叶轮对单位重量液体所作的功即压头 H 。
H 与速度 u 的平方成正比 , 而 u nd , 故,4.3 搅拌功率,搅拌器本质上是一个泵 , 任何叶轮提供的功率都会产生泵送流量及压头 , 其功率可表示为,N 相同时 , 既可产生大流量、低压头 , 也可产生高压头、小流量; 叶轮提供给液体的全部功率用于产生流量和压头; 不同工艺过程对 Q 及 H 要求不一样 , 例:低粘度均相液体的混合需要泵送流量大而气-液混合需要强剪切作用 。
要功率消耗小 , 搅 。
8、拌效果好 , 就应根据工艺要求正确地配置好搅拌装置 , 合理地分配功率消耗 。
功率相等条件下 , 大直径、低转速叶轮更多的功率消耗于总体流动 。
小直径、高转速的叶轮更多功率消耗于湍动,4.3.2 功率关联式及功率曲线,由于搅拌槽内液体的运动状况很复杂 , 影响功率的因素很多 。
不能由理论分析法 , 常利用因次分析方法 , 通过实验关联,对几何相似的搅拌装置 , 各形状因子均为常数,P0 功率准数 Re 搅拌雷诺准数 , 表征液体流动类型 Fr 弗鲁德准数 , 表征打旋,标准”构型搅拌装置,功率函数,若将形状因子 S1, S2,Sn 考虑进去 , 则,式中 k 为与流态区间有关 , 与几何构型有关的常数,若搅拌器中没有发生打旋现象 , 则不考虑。
9、Fr 的影响 , 即 y = 0,将 或 P0 与 Re 标绘在双对数坐标上 , 就可得到功率曲线 。
对一具体几何构型只有一条功率曲线 , 与搅拌槽大小无关,Betas的Np-Re关系曲线,四叶折叶涡轮的Np-Re关系曲线,Np,层流区:Re10,湍流区:Re104,过渡区:10Re104,对有档板搅拌装置,对无档板搅拌装置 , Re300 , 由于打旋现象 , Fr 不能忽略,是与叶轮形式 , 直径及搅拌槽直径有关的常数 , 其值可查阅有关手册,4.4 搅拌装置的放大,1) 由工艺要求 , 确定搅拌器的类型及搅拌槽的几何形状; (2) 通过小规模实验 , 确定搅拌装置的具体几何构形 , 然后放大 , 确定具体尺寸、转速和功率,4.4.1搅 。
10、拌装置的放大,几何相似:全部相应的尺寸有相同比例 (几何构形相同); 运动相似:对应点有相同速度比 , 且有相同的运动方向; 动力相似:对应点上各种力(惯性力、流体粘滞力、表面张力和重力)的比例相等(Re、Fr、We相同) 。
雷诺数 Re:惯性力与粘滞力之比; 弗鲁德准数 Fr:惯性力与重力之比; 韦柏准数 We = n3d2 / :惯性力与界面张力之比,问题:如何保持几何相似的大小两搅拌槽中流体动力学状态相似(Re、Fr、We为常数) ,以上关系相互矛盾 , 即在几何相似条件下 , 不可能满足动力相似 。
实践中应根据过程特性 , 设计好模型 , 在几何相似的前提下 , 分别以某一准数作为放大准则来确定装置尺寸、转速和 。
11、功率 , 再对过程效果及经济性进行综合评价、修正某些几何条件,Re相等,Fr相等,We相等,4.4.2放大准则,1) 保持单位体积功率消耗 (N/V) 相等,用于流体物性不变 , 放大比不太大 , 搅拌效果主要依赖于流体的湍动强度的情况 。
在充分湍流区,2) 保持叶端速度不变,对几何相似系统即保持单位体积功耗的叶轮扭矩相等 。
适用于需要较高 (H/Q) 的操作,3) 保持雷诺数Re不变,4) 保持弗鲁德准数Fr不变,5) 保持韦伯准数We不变,搅拌装置的放大过程非常复杂 , 应根据具体工艺条件的要求 , 选定合适的放大准则 , 以便得到较为理想的放大效果,某生物碱提取生产过程中需要用到的搅拌器 , 已在符合典型结构(有挡板) 。
12、的模型试验中取得满意的结果;搅拌槽直径T0.225m , 而生产规模T=2.7m 。
为进行逐级放大试验 , 分别又建造了两个较上一级模型为大的典型构型搅拌槽 , 用同样的料液进行实验 , 其尺寸及达到同样工艺效果时的转速见表 。
求生产装置设定的转速,例题4-1,解:为了找出在放大中保持数值恒定的放大判据 , 对提出的五个判据用实验 数据进行分析 , 因有挡板 , 故可不考虑Fr准数 , 对余下的四个判据的分析如下,可见 , Dn不变 , 即应保持叶轮末端的切线速度不变 , 故在生产中直径为2.7m时 , 对符合标准构型的搅拌器 , 其直径 d=2.7/3=0.9(m) 这时 , 叶轮转速应为: n=nD/D =12750.0750.9=106(r/mi 。
13、n,4.5 搅拌应用实例,4.5.1操作目的和搅拌效果表示法,4.5.2 不互溶的液-液体系统,一相为分散相(液滴), 另一相为连续相 。
来源:(未知)
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标题:化工原理 第4章 搅拌|化工原理第4章搅拌( 二 )