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亚游娱乐搅拌器功率的常用计算方法

发布时间:2020-05-17 22:23

  工 作 探 索 搅拌器功率的常用计算方法 肖 赞 李利娟 (中国核电工程有限公司郑州分公司,河南 郑州 450052) 摘 要:搅拌器功率的计算是设计搅拌设备的关键 ,文章对常用的几种搅拌器功率计算方法进行总结,并给出各 自的适用范围。 关键词 :搅拌器功率;搅拌设备;计算方法 1 搅拌器功率的概念 具有一定结构形状的设备中装有一定物性的液体 ,其 中用一 定型式的搅拌器以一定转速进行搅拌时,将对液体做功并使之发生 流动,这时为使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。 2 影响搅拌器功率的因素 搅拌器的功率与槽 内造成的流动状态有关,所以影响流动状 态的因素必...

  工 作 探 索 搅拌器功率的常用计算方法 肖 赞 李利娟 (中国核电工程有限公司郑州分公司,河南 郑州 450052) 摘 要:搅拌器功率的计算是设计搅拌设备的关键 ,文章对常用的几种搅拌器功率计算方法进行总结,并给出各 自的适用范围。 关键词 :搅拌器功率;搅拌设备;计算方法 1 搅拌器功率的概念 具有一定结构形状的设备中装有一定物性的液体 ,其 中用一 定型式的搅拌器以一定转速进行搅拌时,将对液体做功并使之发生 流动,这时为使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。 2 影响搅拌器功率的因素 搅拌器的功率与槽 内造成的流动状态有关,所以影响流动状 态的因素必然也是影响搅拌器功率的因素。如 : 搅拌器的几何参数与运转参数 :浆径 ,浆宽 b,浆叶角度 , 浆转速 n,浆叶数量 z,浆叶离槽底安装高度 c等等。 搅拌槽 的几何参数 :槽内径 D,液体深 度 日,挡板 宽度 , 挡板数量 z。,导流筒尺寸等。 搅拌介质的物性参数 :液相的密度 p,液相的黏度 12,还有重 力加速度 g等。 在研究搅拌器功率的时候 ,有两个重要的参数 ,雷诺准数 R 和弗鲁德准数 的函数。其中R =rl p 表示流体惯性力与粘 滞力之比, ,l 表示流体惯性力与重力之 比。 3 几种常见的功率计算方法 搅拌设备常用 的功率计算方法有公式法、算图法 、实验推荐 值法及按搅拌等级决定功率法等。 3.1 公 式 法 通用的搅拌功率计算公式为 : , 、 f ] P:细, f f (1) 、 g/ P=Nppn 4 (2) 公式除规定了 Re的适用界限外,没有规定其他适用界限。 式 中 :P_一搅拌器功率,W ; 一功率 因数 ;坼 一功率准数 ; p一介质的密度 ,kg Cm ; 一搅拌转速 ,r/s; 厂_.搅拌器直径 ,rfl; R 诺准数 ,Re= , ondi-, 其中12为介质粘度 ,10-3pa.s; 、 系数 ,可从文献 ⋯1中表 28查得 ;g一重力加速度 ,9.8m/s 。 公式(1崦 用于无挡板且 3(R)Re104时的过渡流搅拌 ,公式(2) 适用于 Re104或 Re300时的搅拌状态,公式 (2)只是在公式 (1) 的基础上忽略了流体重力和粘滞力的影响而得出的,二者无本质区 别。亚游娱乐!在公式 (2)中,由于密度 p、转速 和叶轮直径 三个参数 很容易求的,故计算搅拌功率的关键是求出功率准数 ⅣP。 最常用的计算功率准数 坼 的公式是永田进治公式 ,对于无挡 板搅拌罐的情况 ,永 田进治对双叶平浆或双叶斜浆得到如下的搅拌 功率计算式 : 而 1000+ 1.2R e~66, ,p× ㈢ 拍 (sin (3) 式中, 、B、P为方程式参数,可由b/D和 d/D计算 ; : 14+ ] 670f , _0. 6丫+185 I to)I D J : 1 00 H( 6/DIo 5)2_l 14(d,D)] , . 、 / . 、2 , . 、4 : 1.1+4f l一2.5f 一0.5l一7f鱼1 D D V. D/ 永 田公式 的适用范 围 :在有挡板的情况下,永田公式可解决 单层的二叶浆式 、直叶涡轮 、折页涡轮 、盘式涡轮、锚式、框式等 许多常用搅拌叶轮在全雷诺数域的搅拌功率问题 ;在无挡板情况下 , 还能用于多层浆式 、直叶涡轮、折叶涡轮。 永田公式不适用的范围:不能计算弯曲形叶片,如三叶后掠式 、 布鲁马金式、螺带式和螺杆式等叶轮 ;对于低粘度物系不能用于有 挡板情况下计算多层叶轮的搅拌功率。 由于永 田公式基本上包含 了常用 的搅拌型式 ,所 以对于永 田 公式适用范围外的搅拌型式的搅拌功率计算方法,本文不再做详细 介绍 。 3.2 算图法 除了用公式法计算功率准数 坼 之外,还可以利用算 图法计算 功率准数 ⅣP,亚游娱乐进而求的搅拌功率。目前常用的算图方法主要有三种, Rushton算图、Bates算 图和 EKATO算图。Rushton算图主要给出了 推进式、涡轮式和浆式搅拌器 的 算图,详见文献 [3]中的图 3-1; Bates算图主要给出了开启式涡轮、圆盘涡轮搅拌器的 ⅣP算图,且 都是用于罐内有 4块挡板的全挡板条件 的,且 d/D=1/3、C/D=I/3、 H=D,详见文献 中的图 3-2;EKATO公司的算 图详见文献 f3】 3 的图 中的 3-3,它给出了 6片折叶开启式涡轮 ,锚式,锯齿圆盘涡轮等 多种浆型的坼 算图。 3.3 推荐值法 推荐值法是从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率。通 过从生产和小型试验得到的功率数据 (这些数据都和具体的搅拌过 程 、搅拌器型式相联 系 ),来确定能满足这一功率要求的搅拌器的 尺寸与运转参数,进而归纳总结,给 几种常用的搅拌过程对应的 搅拌功率 。 搅拌过程中的功率值不仅与液体宏观的循环流动相联系 ,而 且与微观的流体动力过程相联系。液体的单位体积 的平均搅拌功 率的大小,常 以用来反映搅拌的难易程 度。同样一种搅拌过程 , 取液体单位体积的平均搅拌功率可参考文献 【1】和文献 [2】中Ⅳ 的 推荐值。 根据表中数据 ,只要操作 时液体体积一定 ,就可求 出某种搅 拌过程所需要的搅拌功率。 文献 【1]中单位体积物料的平均搅拌功率单位为马力 ,m ,搅拌 用途亦较本 表少 3种 ,并规定了以上为推荐数据 ,且用于 Rel04 的涡轮搅拌器 ;而文献 [2]则要求最小轴功率宜大于表中数据,但 未规定Re的适用范围。尽管推荐值法在文献 【1]中规定了适用于 涡轮搅拌器 ,但事实上 ,对于更节省功率的推进式搅拌器来说 ,也 是可以参考的。 3.4 按搅拌等级决定搅拌功率的方法 按搅拌等级决定搅拌功率的方法使用于涡轮 (下转第 1 79页 ) 2017- f f--第 02-~1 施 工 技 术 基于土石坝沥青混凝土防渗心墙的施工质量控制研究 洪润伟 (顺德 区乐从镇 国土城建和水利局,广东 佛山 528315) 摘 要:文章对施工后 防渗心墙 的质量检验与控制进行 了详细描述 ,分析土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙从施工技术及质量控制 ,旨在 提 高防渗墙技术的应用水平,确保水利水电工程稳定发展。 关键词 :土石坝 ;沥青混凝土;施工技术;质量控制 沥青混凝土防渗墙具有结构简单 、施工速度快等特点 ,其 良 好的防渗性能和柔性能适应坝体的沉陷变形,并且还具有一定的自 愈能力 ,是一种较为安全合理的防渗结构 ,已得到广泛的应用。下 文主要探讨土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工质量探讨。 1 施工 准备 1.1 编制施 工组 织设计 施工单位进场后,应根据工程特点、设计要求编制有针对性 的施工组织设计 ,用于指导施工。施工组织设计应解决主要施工方 法 、施工进度安排 、人员组织 、施工设备投入、材料供应计划、质 量安全保证措施等方面的问题 。 1.2 施工前的相关试验 1. 2.1 室内试验 本项试验主要检验拟用原材料的质量并提供标准设计配合比。 标准设计配合 比确定最大骨料粒径 、矿料 比例 、矿粉用量和沥青用 量 。实际施工前应根据标准配合比,结合现场进场矿料超逊径情况 调整为施工配合比。 1.2.2 工艺试验 工艺试验是模拟工程实际施工条件,对室内配合 比进行验证 和调整 ,取得并确定各种有关的施工工艺参数。 主要内容是 :检验、调整 、确定沥青混凝土的施l T配合比,检 验沥青混凝土拌和系统和运输设备运行性能,浇筑分层厚度、混合 料温度损失情况、通过比较选定各种适宜施工参数。 1.2-3 生产性试验 工艺试验完成后 ,在 主体工程上进行生产性浇筑试验。再次 验证和调整沥青混凝土配合比和施工工艺参数,为正式施工提供最 适宜的参数。 1.3 现场准备 1.3.1 施工资源 (1)沥青混凝土拌和、运输、仓内施工及检测等机具 、设备 是否保持 良好状态 ,并应满足施工强度要求。(2)沥青浇筑仓面验 收情况 、人员配置、仓内供 电及照明准备等工作是否就绪。(3)沥 青、填料以及砂石骨料等原材料的质量、储量是否满足要求 。 1.3.2 仓面 (1)基座水泥混凝土强度应达到设计要求 ,结合面上的乳皮、 裂缝 、杂物等全部清除、潮湿部位烘干并按规范和设计进行凿毛处 理。(2)沥青混凝土仓面应平整 ,表面泛油良好,层面干燥 、洁净, 尤其要防止层间柴油等难挥发材料的污染 ,影响层问结合。当层面 有灰尘 、泥土、散落石子等杂物时,应予清除,不宜用水冲洗。 1.3_3 模板 (1)模板采用钢板制作,强度 、刚度和稳定性能承受各项施 T荷载。(2)模板顶部采用角钢限位卡同定 ,下部如需采用钢筋限 位卡,钢筋限位卡将作为永久性支垫埋在沥青心墙 内,限位卡钢筋 (上接第 53页 ) 式搅拌器。首先对多种搅拌过程按物料相态区分 为三大类 :互溶 液体的混合 (液 一液相 )、固相悬浮 (液 一固相 )和气体分散 (液 一 气相 )。每种搅拌过程都有其要求的生产效果 ,如混合时间 、传热 速率、传质速率 、固体溶解速度或气体吸收速度等 ,达到这一生 产效果的搅拌作业功率的大小可以通过搅拌器在介质中搅拌时的 所谓 “动力特性”来作为一种表征。对于采用涡轮式搅拌器的这 三类搅拌 ,按动力特性各 自区分为 lO个等级 ,叫做搅拌等级 ,可 查文献 [1】给出的搅拌分级表。搅拌等级确定后再一一确定搅拌器 型式 、数量 、浆径 与转速、功率消耗 、挡板条件等,然后 根据这 些条件算得搅拌功率。 根据以往 的设计经验表明 :对于 Re300的各种搅拌状态 ,其 搅拌作业功率(气体扩散除外 )均在表 1推荐值范围内(即 0.12KW/ m )。所 以说,若所得单位体积物料的搅拌功率超出表 1范嗣,便 可能造成功率不足或浪费电能。 3-5 按搅拌过程求搅拌功率的算图 算图的用法简便,从液体容积值与液体粘度值连线,交于参考 线 I上某点,由该点与液体比重连线 ,交于参考线 Ⅱ上某点 ,将该 点与某一搅拌过程连线,交于搅拌功率线,即可由此求得该过程的 搅拌功率。知道了搅拌功率之后 ,即可按搅拌过程的特点选择搅拌 I79 器型式,选择浆叶尺寸与浆的转速。预定出这些数据后 ,用计算搅 拌器功率的方法 ,试求出搅拌器的功率准数 坼 和搅拌器功率 ,应 该使这个搅拌器功率适当地大于搅拌功率 ,而且最终选择的结果应 该是浆型合理 、规格合宜。 4 结语 上述介绍的几种搅拌器功率的计算方法各有利弊和局限性,我 们在实际应用时 ,可具体情况具体分析,根据实际情况选择合适的 计算方法。在依据经验和对 比确定搅拌器功率的同时,亦可通过理 论计算 ,得出搅拌器功率,并将计算所得作为一个重要的参考依据。 另外 ,现在流体力学的数值计算方法 (CFD)已经非常成熟 , 利用流体仿真计算来测算搅拌器功率的方法 ,亦非常接近实际情况 ; 用经验公式进行计算可 以与数值计算进行相互间的验证 ,以保证结 果更加接近实际应用情况。 参考文献 【1】陈乙崇.搅拌设备设计.上净 上海科技 出版社,1985. [2】 2 4L_r- -部设备设计技术中心站.机械搅拌设备.北京:4~-Y- -部工程建 设标准编辑中心,1994. [31王凯,虞军等.搅拌设备.北京:化学工业 出版社,2003. 2017~ 第02期