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搅拌容器的高径比、强度和材料

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学社问答 发表于 2019-9-5 10:12 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
搅拌容器是搅拌设备中的重要部件,今天我们来对其装液高径比、强度计算和材料的选择进行详细分析。+ Z9 F1 a0 N! S/ u0 C+ c! H! r2tech.cn
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  在确定了搅拌容器的容积V后,必须选择适宜的容器装液高度与内直径之比值H/D(以下简称装液高径比),以确定筒体的内径D和高度H。
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1 T5 {6 i, b/ ]# {  选择装液高径比时应综合考虑三方面因素,即装液高径比对搅拌设备功率的影响和对传热的影响,以及物料搅拌反应特征对装液高径比的要求。
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9 G/ @) `! a2 q. P4 }  (1)装液高径比对搅拌功率的影响。不同结构型式搅拌器的桨叶直径与搅拌容器内径通常有一定的比例关系。随着装液高径比的减小,即装液高度减小而直径放大,搅拌器桨叶直径相应放大。在搅拌轴转速一定的条件下,搅拌器功率与搅拌器桨叶直径的5次方成正比。因此,除了需要较大搅拌作业功率的搅拌过程以外,装液高径比则可考虑适当选得大一些,以避免随搅拌容器筒体直径的放大,搅拌器功率无谓地损耗。
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  (2)装液高径比对传热的影响,装液高径比对夹套传热有显著影响。当搅拌容器容积一定时,装液高径比愈大,则筒体盛料部分表面积越大,夹套的传热面积也就越大;同时随装液高径比增大,传热表面距筒体中心越近,则物料的温度剃度就愈小,愈有利于提高搅拌设备传热效果。因此从传热角度考虑,一般希望装液高径比取得大一些。
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' R) {- Z7 ^: m6 n' L) |9 f  (3)物料特性对装液高径比的要求某些物料的搅拌过程要求通入筒体内的空气与物料有充分的接触时间,需要有足够的液位高度,例如发酵罐就希望装液高径比取得大一些。
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6 [  p8 m! a% L  E3 G  j3 S  下面我们来看看常用的一些装液高径比:
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! {6 X- t0 ^1 {& H  _6 W- F2 E  液液或固液系物料的反应釜、混合罐及溶解罐中的装液高径比为1至1.3。9 x/ w6 R4 z  h2tech.cn

% a$ m' h4 ?4 v5 P1 P6 T- C  气液体系物料的反应釜、分散槽中的装液高径比为1至2。% W" H+ ^( `6 }; K5 F$ I2tech.cn
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  悬浮液和乳化液的聚合釜中的装液高径比为2.08至3.85。
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  气液体系的发酵搅拌器中的装液高径比为1.7至2.5。
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1 O9 i9 K+ n4 [1 i5 D  下面我们再来看看搅拌容器强度的计算:
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根据传热方式不同,搅拌容器可分成带夹套容器和不带夹套容器,如图6-1所示为带夹套容器的结构简图。设计时,应分别计算内筒体及上下封头、夹套简体及封头的强度,确定合适的壁厚。% C, E2 R3 k& x$ l" T' C" _9 [2tech.cn
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  容器强度按GB 150《钢制压力容器》中有关规定进行设计计算。不带夹套时,承受内压的筒体和封头,只需按内压容器设计筒体及封头的壁厚。带有夹套时,则应考虑可能出现的最危险工况来设计内简体和封头的壁厚,即分别按承受内压和外压进行设计,并取二者中较大值,只有在确保任何时候内、外压都同时存在时,才允许用压差来计算内筒体和下封头的壁厚。
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  搅拌容器的材料也要满足搅拌设备的生产工艺的要求,例如耐压、耐温、耐介质腐蚀,以及保证产品清洁等。由于材料的不同,搅拌容器的制造工艺、结构也有所不同,因此可分为钢制搅拌设备、搪玻璃搅拌设备和带衬里的搅拌设备等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品的清洁,衬里的种类很多,主要有不锈钢、铝、钛、铅、镍、锆、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。) j! P) q% q" c; g8 z& u2tech.cn

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