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如何计算搅拌器功率

发布时间:2020-05-26 00:39

  如何计算搅拌器功率_电力/水利_工程科技_专业资料。如何计算搅拌器功率? 1. 搅 拌 器 功 率 的 定 义 什么是搅拌器功率?很多人将搅拌器功率的定义和电机功率搞混,其实这个概念并不难理 解,搅拌器功率就是维持搅拌过程正常运行所需要的动力。而电机是

  如何计算搅拌器功率? 1. 搅 拌 器 功 率 的 定 义 什么是搅拌器功率?很多人将搅拌器功率的定义和电机功率搞混,其实这个概念并不难理 解,搅拌器功率就是维持搅拌过程正常运行所需要的动力。而电机是提供搅拌器功率的装置, 确定了搅拌器功率后,电机功率可以理解为提供该搅拌器功率的电机所需要的功率。关于搅拌 器功率和搅拌器电机功率在下文中都有详细介绍。 功率方面所涉及到的内容很多,我们先来介绍一下搅拌器功率,和搅拌器功率有着紧密联 系的还有搅拌作业功率。 搅拌作业功率的定义为:使搅拌介质以最佳方式完成搅拌过程所需要的搅拌器功率。 搅 拌 器 功 率 和 搅 拌 作 业 功 率 明 显 是 有 区 别 的 , 举 例 说 明 : 比 如 需 要 40~45kw 的 功 率 , 便 可 以 维 持 搅 拌 过 程 的 正 常 运 行 ,而 使 搅 拌 过 程 达 到 最 佳 状 态 所 需 要 的 功 率 是 42KW ,那 么 ,40~45kw 便 是 搅 拌 器 功 率 的 取 值 区 间 ,而 42kw 便 是 搅 拌 作 业 功 率 ,搅 拌 器 设 计 的 目 的 很 大 程 度 上 就 是 为 了让搅拌器功率等于搅拌作业功率,不过在实现上却问题重重。 首先,什么才是搅拌过程的最佳方式?搅拌过程中往往伴随着大量的物理和化学反应,存 在着一定变数,所以最佳方式的判定是比较难的,也没有什么现成的标准可以遵循。所以,搅 拌作业功率的确定往往是一个需要我们尽力去精确的值, 然后根据这个值再来确定搅拌器功率, 然后再根据搅拌器功率去确定电机功率。而在这个过程中,如果将搅拌器功率确定的过小,那 么就很可能达不到预期的搅拌效果,或者会延长搅拌过程的时间;如果确定的过大,又会产生 无用功,造成设备成本和能耗方面的双重浪费。习惯上的做法是,将搅拌器功率设定的比搅拌 作业功率略大一点。 搅拌器功率确定的准确与否,将影响到设备的成本、使用寿命、搅拌效果和能耗等实际问 题,所以决不能草率的确定。相关内容:化工搅拌器功率和搅拌作业功率 2. 搅 拌 器 功 率 的 计 算 公 式 计 算 功 率 还 需 确 认 搅 拌 功 率 准 数 Np ,如 计 算 出 搅 拌 功 率 准 数 则 可 通 过 下 式 很 容 易 的 计 算 出 搅拌器功率。 其 中 ρ 为 介 质 密 度 , N 为 转 速 , d 为 直 径 ,这 三 个 值 很 容 易 就 可 以 测 量 出 ,由 此 可 见 ,只 要 确 定 了 搅 拌 功 率 准 数 Np ,便 不 难 根 据 公 式 求 出 搅 拌 器 功 率 。下 面 ,我 们 就 来 看 看 搅 拌 功 率 准 数 Np 的 计 算 方 法 。 由 于 搅 拌 工 况 的 复 杂 化 ,所 以 Np 必 须 通 过 各 种 复 杂 的 关 联 式 算 出 ,在 关 联 式 中 包 括 着 在 搅 拌过程中影响搅拌器功率的各种因素,这些因素可分为以下四类: 一 ,搅 拌 器 叶 轮 方 面 ,包 括 :叶 轮 直 径 d ; 叶 轮 宽 度 b ;叶 片 倾 斜 角 度 θ ;叶 轮 转 速 N ;单 个 叶 轮 上 的 叶 片 数 np ; 叶 轮 离 罐 底 的 高 度 C 等 等 。 二 , 搅 拌 容 器 方 面 , 包 括 : 罐 体 直 径 D 、 罐 体 形 状 、 深 度 H 、 安 装 的 挡 板 数 量 nb 、 挡 板 宽 度 Wb 。 三,搅拌介质方面,包括介质的密度ρ ,介质的黏度μ 等等。 四 , 重 力 加 速 度 g。 一般情况下计算搅拌功率准数的关联式如下: 式 中 : Np 是 搅 拌 功 率 准 数 ; Fr 为 弗 劳 德 数 ; K 为 方 程 式 系 数 ; p 和 q 为 方 程 式 参 数 。 关于弗劳德数百度百科有相当详细的介绍,在此不再赘述,点击查看: 百度百科关于弗劳 德数的介绍。 一 般 情 况 下 , K 的 影 响 很 小 , 可 以 将 其 包 括 在 Fr 之 中 。 上面所说的是一般情况下搅拌器功率的计算, 下面我们来看看几个二般情况下功率的计算。 第一种情况,如果确定了搅拌器的类型,则上面的公式可变为: 或者也可以转变为: 第二种情况,如果在湍流状态下,安装有挡板,那么挡板的数量和宽度对于搅拌功率的影 响 非 常 大 。如 果 挡 板 为 最 为 常 见 的 直 立 式 平 挡 板 ,那 么 我 们 可 以 用 挡 板 系 数 Kb 来 反 映 挡 板 对 于 搅拌器功率的影响。挡板系数的计算公式为: , 其 中 Wb 为 挡 板 宽 度 , nb 为 挡 板 数 。 在 Kb 小 于 0.35 时 , 搅 拌 功 率 随 着 挡 板 系 数 的 增 大 而 增 大 ; 当 Kb 大 于 0.35 后 , 搅 拌 功 率 随着挡板系数的增大而降低。 所 以 我 们 将 Kb 等 于 0.35 的 情 况 称 其 为 全 挡 板 条 件 , 当 0Kb0.35 的 情 况 称 为 部 分 挡 板 条 件 。一 般 情 况 下 ,我 们 可 以 认 为 ,当 挡 板 宽 度 Wb 等 于( 1/10 至 1/12 ) D 时 , 挡 板 数 量 为 4, 即 可 接 近 全 挡 板 条 件 。 相关内容:搅拌装置附件——挡板 第 三 种 情 况 ,虽 没 有 挡 板 ,但 是 有 影 响 水 平 回 旋 流 的 其 它 内 构 件 ,比 如 说 内 盘 管 或 导 流 筒 , 这些构件也可以起到挡板的作用。当其满足下式时,也可以视为全挡板条件。 , 其 中 φ (那 个 符 号 打 不 出 来 用 φ 代 替 ), 称 为 挡 板 条 件 系 数 , ∑F 是容器内所有内构件在垂直于水平环流方向上投影面积的总和。 相关内容:搅拌设备中的换热内盘管介绍 搅拌装置附件——导流筒 3. 搅 拌 功 率 准 数 的 曲 线 算 图 法 计 算 关于搅拌功率准数的计算除了通过公式,还可以通过曲线算图。 我们先来看下面这一张搅拌功率曲线算图: 以 上 这 张 算 图 的 搅 拌 工 况 的 前 提 是 : 4 块 挡 板 的 全 挡 板 条 件 ; d/D=1/3 ; C/D=1/3 ; H=D 。 其 中 ,1 代 表 6 片 平 直 叶 圆 盘 涡 轮 搅 拌 器 ,b/d=1/5 ;2 代 表 6 片 平 直 叶 开 启 式 涡 轮 搅 拌 器 , b/d=1/5 ; 3 代 表 6 片 平 直 叶 圆 盘 涡 轮 搅 拌 器 , b/d=1/8 ; 4 代 表 6 片 平 直 叶 开 启 涡 轮 搅 拌 器 , b/d=1/8 ; 5 代 表 6 片 弯 叶 开 启 涡 轮 搅 拌 器 , α -45 °, b/d=1/8 ; 6 代 表 6 片 折 叶 开 启 涡 轮 搅 拌 器 , b/d=1/8 , ?=45°。 从上面这张曲线算图可以看出桨型对功率的影响,也可以看出叶轮宽度对功率的影响。 更多更详细的功率曲线算图和算图分析方面的内容数量过多, 恕我们暂时无法向大家展示, 更多相关详细内容请点击:搅拌功率曲线图及分析。 看到这里,很多朋友可能会有疑问,曲线算图法如果都像上面这张算图一样对搅拌工况有 着诸多限制,那么我们怎么才能根据曲线算图得出我们所需的搅拌器功率呢?很简单,您可以 找出最接近您的搅拌工况的曲线算图,然后接着看下面所讲的内容:影响搅拌器功率的因素。 4 .影 响 搅 拌 器 功 率 的 因 素 关于影响搅拌器功率的因素,在上文中已有大体上的介绍,之所以在这里再次提到这个问 题,是基于搅拌器功率确定工序上的需要。因为当我们通过功率曲线算图确定了一个搅拌器功 率值,然而这个值是在一定的搅拌工况条件下推算出来的,所以我们还需要结合自身的具体搅 拌工况,还需要考虑到影响搅拌器功率的因素,然后根据这些因素对搅拌器功率进行修正,从 而得出一个精确值。 影响搅拌器功率的因素有很多,再次强调一下: 一 ,搅 拌 器 叶 轮 方 面 ,包 括 :叶 轮 直 径 d ; 叶 轮 宽 度 b ;叶 片 倾 斜 角 度 θ ;叶 轮 转 速 N ;单 个 叶 轮 上 的 叶 片 数 np ; 叶 轮 离 罐 底 的 高 度 C 等 等 。 二 , 搅 拌 容 器 方 面 , 包 括 : 罐 体 直 径 D 、 罐 体 形 状 、 深 度 H 、 安 装 的 挡 板 数 量 nb 、 挡 板 宽 度 Wb 。 三,搅拌介质方面,包括介质的密度ρ ,介质的黏度μ 等等。 四 , 重 力 加 速 度 g。 在这四项中,唯有重力加速度最好理解,因为不同地区的重力加速度是一个定值,计算功 率时我们只需将这个值代入公式即可,而对于其它三项对于搅拌功率影响大小的确认,请参照 以下相关内容:影响搅拌装置功率的因素 5. 搅 拌 器 电 机 额 定 功 率 的 计 算 公 式 搅拌器电动机额定功率是根据它的发热情况来选择的,在允许温度以内,电动机绝缘材料 的 寿 命 为 15 ~ 25 年 。 如 果 超 过 了 容 许 温 度 , 电 机 使 用 寿 命 就 要 缩 短 。 一 般 来 说 , 每 超 过 8℃ , 使 用 年 限 会 缩 短 一 半 。 而 电 机 的 发 热 情 况 , 又 与 负 载 大 小 及 运 行 时 间 长 短( 运 行 工 况 )有 关 。 电 动 机 功 率 必 须 同 时 满 足 机 械 搅 拌 器 运 转 及 传 动 装 置 和 密 封 系 统 功率损耗的要求,此外还要考虑在操作过程中出现的不利条件造成功率过大等因素。 当计算出搅拌器功率以后,搅拌器的电动机额定功率可以通过以下 公式求得。 当搅拌器由静止启动时,浆叶除要克服自身的惯性,还要克服桨叶所推动的液体的惯性以 及液体的摩擦力。这时桨叶与液体的相对速度最大,桨叶受液体阻力的作用面积最大,因而所 需的功率值必然较大,该最大功率值即为搅拌器的启动功率。搅拌器在启动时,电动机启动电 流 的 最 高 点 持 续 时 间 一 般 仅 2 ~ 3s , 随 后 立 即 大 幅 度 下 降 至 接 近 正 常 运 转 电 流 , 出 现 最 大 功 率 的 时 间 很 短 。由 于 一 般 电 动 机 都 允 许 有 启 动 过 载 量 ,即 允 许 较 大 范 围 的 启 动 电 流 。如 380V 三 相 交 流 异 步 电 动 机 ,在 5~10s 的 持 续 时 间 内 ,其 启 动 电 流 一 般 允 许 达 到 额 定 电 流 的 6.5 ~ 7 倍 ;且 电 动 机 功 率 愈 小 ,则 启 动 电 流 相 对 于 额 定 电 流 的 允 许 倍 数 愈 大 。所 以 ,只 要 合 理 选 择 电 动 机( 一 般选择电动机的额定功率总是较搅拌浆运转功率值略高),在启动时,电动机依靠转矩余量来 加速液体及搅拌器直达稳定工作转速,不会引起过热或不能启动等情况。相关内容: 搅拌器电 机额定功率的确定 6. 影 响 搅 拌 器 电 动 机 功 率 的 因 素 影响搅拌器电机功率的因素和影响搅拌器功率的因素不同,影响搅拌器功率的因素当然也 能通过上面的公式间接影响到电机的功率,但是那样讲解就会非常不系统,难以理解,这里我 们所说的影响电机功率的因素,就单单是指影响电机功率的因素。 一,轴封装置摩擦造成的功率损失,这种功率损失因密封系统的机构而异。一般来说,填 料密封的功率损失较大,机械密封的功率损失相对较小。作为粗略的估算,填料密封功 率损失 约 为 搅 拌 器 功 率 的 10% 或 至 少 为 0.368KW , 而 机 械 密 封 的 功 率 损 失 仅 为 填 料 密 封 的 10% 至 50% 。 具体内容请查看:轴封和减速机对搅拌器电机功率的影响 二,传动装置对电机功率的影响。从上面的搅拌电机功率可以看出,传动装置对电机的影 响 是 通 过 机 械 效 率 来 实 现 的 。不 同 结 构 的 传 动 装 置( 如 减 速 机 、轴 承 )就 会 有 不 同 的 机 械 效 率 。 具体的机械效率请点击查看:轴封和减速机等传动装置对搅拌器电机功率的影响 三,除了上面这两种原因外,电机额定功率还受温度和海拔高度的影响,其具体内容请点 击:搅拌器电机功率随温度和海拔的变化