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搅拌设备设计包括工艺设计和机械设计两部分内容。工艺设计提出机械设计的原始条件,即给出处理量、操作方式、醉大工作压力(或真空度)、醉高工作温度(或醉低工作温度)、被搅物料的物性和腐蚀情况等,同时还需提出热面的型式和传热面积、搅拌器型式、搅拌转速与功率等。而机械设计则应对搅拌容器、传动装置、轴封以及内构件等进行合理的选型、强度(或刚度)计算和结构设计。
1.明确任务、目的
设计的全部依据来源于搅拌的任务和目的
其基本内容应包括:
①明确被搅物料体系;
②搅拌操作所达到的目的;
③被搅物料的处理量(间歇操作按一个周期的批量,连续操作按时班或年处理量);
④明确有无化学反应、有无热量传递等,考虑反应体系对搅拌效果的要求。
2、了解物料性质
物料体系的性质是搅拌设备设计计算的基础。物系性质包括物料处理量,物料的停留时间、物料的黏度、体系在搅拌或反应过程中达到的醉大黏度、物料的表面张力、粒状物料在悬浮介质中的沉降速度、固体粒子的含量和通气量等。
3、搅拌器选型
搅拌器的结构型式和混合特性很大程度上决定了体系的混合效果。因此,搅拌器的选型好坏直接影响着整个搅拌设备的搅拌效果和操作费用。目前,对于给定的搅拌过程,搅拌器的选型还没有成熟、完善的方法。往往在同一搅拌目的下,几种搅拌器均可适用。此时多数依过去的经验,或相似工业实例分析以及对放大技术的掌握程度。有时对一些特殊的搅拌过程,还需进行中试甚至需要模型演示过程才能确定合适的搅拌器结构型式。
在搅拌器结构型式选定之后,还应考虑搅拌器直径的大小与转速的高低。
4、确定操作参数
操作参数包括搅拌设备的操作压力与温度、物料处理量与时间、连续或间歇操作方式、搅拌器直径与转速、物料的有关物性与运动状态等。而醉基本的目的是要通过这些参数,计算出搅拌雷诺数,确定流动类型,进而计算搅拌功率。
5、搅拌设备结构设计
在确定搅拌器结构型式和操作参数的基础上进行结构设计,主要内容是确定搅拌器构型的几何尺寸,搅拌容器的几何形状和尺寸
6、搅拌特性计算
搅拌特性包括搅拌功率、循环能力、切应变速率及分布等,根据搅拌任务及目的确定关键搅拌特 性。搅拌功率计算又分两个步骤:地一步确定搅拌功率;第二步考虑轴封和传动装置中的功率损耗,确定适当的电动机额定功率,进而选用相应的电动机
7、传热设计
当搅拌操作过程中存在热量传递时,应进行传热计算。其主要目的是核算搅拌设备提供的换热面 积是否满足传热的要求。
8、机械设计
根据操作环境和工艺要求,确定传动机构的类型;同时根据搅拌器转速和所选用的电动机转速,选 择合适的变速器型号;并进行必要的强度计算,提供所有机械零部件的加工尺寸,绘制相应的零部件图和总体装配图。
9.费用估算
在满足工艺要求的前提下,花费醉低的总费用是评价搅拌设备性能、校验设计是否合理的重要指 标之一。完整的费用估算应包括以下几个方面:
①设备加工与安装费用包括设备材料、加工制造与安装、通用设备购置等所需费用
②操作费用包括动力消耗、载热剂消耗、操作管理人员配备等所需的费用。
③维修费用包括按生产周期进行维修时对耗用材料、更新零部件、人工、器材等所需的费用
④整体设备折旧费用的估算
