搅拌容器结构设计

一、介质粘度μ

1CP=10 ^-3 Pa·s

1.低粘度介质（﹤1000CP）

N _p 功率准数，ρ密度，N搅拌轴转速，d搅拌轴直径

P=N _p ρN ³ d ⁵

d/D≤0.5

H/D≤1.2～1.5

2.中粘度介质（1000～10000CP）

高粘度介质（﹥10000CP）

K _p 功率准数，μ粘度

P=K _p -μ ² N ² d ³

H/D≤1.3～2

典型高粘主要设备：聚合釜

二、雷诺数Re

雷诺数Re=ρVd/μ

雷诺数越小，流体粘度越大

Re＜2320 层流 ，Re＞2320 湍流

层流：分层流动，相邻两层流体只作相对滑动，流体层没有横向滑动

湍流（紊流）：流体发出声音，各个方向运动，并可能出现漩涡

三、结构设计

1.高径比H/D

阶梯温度：直径越大，设备中心传热越差

有夹套的容器H/D﹥1

粘度越高，所需的换热面积越大。

夹套间隙通常50～100，具体根据容器直径选择

装量系数=介质容积/容器容积

搅拌罐：液—固，液—液1～1.3，气—液1～2

聚合釜：2.08～3.85

发酵罐：1.7～2.5

2.特殊结构设计

检查孔接管长度尽量短

高粘介质出口一定是凸缘，行程越短，越不宜堵塞。

视镜位于封头上一般位于法线方向上，尽量使用凸缘。

3.人孔或设备法兰的设置

反应釜人孔设置：安装桨叶、搅拌轴联轴器

设备法兰：桨叶的安装

没有设置设备法兰的搅拌：浆叶可拆结构（桨叶叶比较小），可以从人孔进出。

4.挡板的设置

中、低粘度，变粘度的介质需要设置挡板

挡板宽度1/10～1/12 D

挡板高度位于充装介质高度

中粘度介质设置角钢封闭挡板，高温时设置排气孔

5.导流筒

严格地控制流动方向，既消除了短路现象又有助于消除死区；抑制了圆周运动的扩展，对增加湍动程度，提高混合效果也有好处

导流筒将容器截面分成面积相等的两部分

导流筒直径=0.7D

推导过程：πR²-πr²=πr²→r=R/1.414=0.7R

6.卸料阀

上展阀打开是往上面推的（上部需要预留空间），下展阀打开是往下面拉的。

高粘介质适用上展阀,下展阀用于框式、锚式搅拌的反应釜

搅拌凸缘内件根据角阀套筒尺寸确定

HG/T 3127,3128 上下展式卸料阀

凸缘内侧不要倒R角，否则容易积液。

7.轴封形式

填料密封：非腐蚀性或弱腐蚀性、轻度危害，＜1.6MPa,＜300℃

机械密封：腐蚀、易爆、有毒场合；密封要求较高的场合应采用双端面机械密封。

全封闭磁力密封：有毒、易爆、昂贵物料、﹤350℃场合；比机械密封所用安装盖小。

8.高粘介质选择锚式、螺杆式、螺带式搅拌，桨式搅拌适用于小容积

9.视镜有带灯、带冲洗装置、带四氟刮刀形式

10.反应釜开式和闭式结构

四、螺带搅拌容器的制造要求

筒体椭圆度﹤0.5%

搅拌口与筒体中轴的同轴度偏差≤3mm

搅拌口密封面水平度应小于密封面外径的1/100，且不大于1mm

五、搅拌口局部应力的计算

静载荷= 搅拌重量×9.8 N/kg

动载荷= 2倍的静载荷

扭矩= 9553×电机额定功率/轴的转速

安全系数：扭矩×1.6（带固相的物料分布不均匀之类的）

弯矩= 每层桨叶径向力×各层桨悬臂长度

每层桨叶径向力=扭矩×流体径向力系数×103/（3/8×搅拌桨直径）