机械搅拌装置参数确定

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搅拌作为-种应用广泛的单元操作，在有色金属工业生产中占有相当重要的地位。

有色金属行业中，这些液体介质均属牛顿型流体，且其粘度都在 2 000 mPa·S以内。

搅拌作业按其目的不同，有固液相的悬浮与分散搅拌、混合搅拌、传热搅拌、传质搅拌等等。在实际生产过程中，搅拌作业需要实现多项综合性的目的或效果，但最基本的目的是固液相的悬福只有实现固相颗粒在槽内液位 80%以上高度内均匀悬浮，即美国《Chemical Engineering)>杂志于 1976年发表的按搅拌等级”描述的四级以上的强度，其它作业如混合、传质、传热等才能实现。

有色金属行业的搅拌作业，介质磨蚀性较强或常具有腐蚀性质，而不同的工艺过程对设备结构、规格、材质等存在多样性要求，但制作的数量较少，常常是单件生产，所以难以实现系列化定型供货，对此类设备称为非标设备，均按工艺实际要求进行选型、设计和制作供应。

1 问题的提出机械搅拌装置在有色金属行业的应用越来越广泛，特别是洋过程的固液悬竿溶解搅拌及冶炼过程的固液悬涪溶解和调合过程。在行业竞争越发激烈的条件下，企业既要保证产品质量第-，又要保证在竞争中处于优势，于是对搅拌装置的成本要作者简介：赵海波(1984-)，男，助理工程师，主要从事搅拌槽、浮选柱等矿山机械设备的设计。

图1 机械搅拌装置示意图固液悬浮作业，叶轮转速 ，与叶轮直径 d，的乘积正比于搅拌叶轮的线速度，也正比于槽内横截面上的表观流速，它决定悬浮作业的强度。如何合理确定 n，和 d，之值，是本文讨论的要点。以下就机械行业常用的几种搅拌装置的主要参数和功率选择方法进行比较分析。

2 机械搅拌装置参数选择搅拌轴功率计算公式：Nc NP xp×n， ×d，第4期 赵海波：机械搅拌装置参数确定 65式中 为功率准数(常数)；p为液相的密度/kg·m～；，为叶轮直径/mm；d，为叶轮转速/r·min～。

搅拌轴功率计算参数的选择计算：1.d，为叶轮直径，根据美国莱宁公司(LIGHT-NIN)开发了用于固相悬浮作业、采用轴向流型的四折叶旋桨式高效叶轮：dj/D0.2～0.5，D为搅拌设备直径/mm。

2～，为搅拌速度，根据 Chemical Engineering杂志1976年发表的按搅拌等级”确定 n，的方法计算：/Z，≥(1/685.85)( × /dj 趴) )(r/s)式中 为固体颗粒的设计沉降速度/m·s～， × ； 为固体颗粒在水中的平均沉降速度/m·s～；为校正系数/(常数)，浓度 50%；咖 为相关作用参数(常数)，6级搅拌等级时， 1.1×10。

3 参数选择计算结果及讨论根据固液悬个定搅拌效果的主要因素：叶轮线速度 ，7r× ，×d.，/60，根据搅拌装置的放大原理，为达到固液悬浮(有色金属行业经验：线速度为5～5.5 m/s)的目的，对放大因子 ，、d，进行选择 比较分析。

3.1 参数选择方案以 3.0×3.0搅拌器为例(以下均为已投产正常运行产品)，有如下的参数选择方案：方案 A：高 ，低 dj/D：nJ210 r/rain；dj/D0.23、d，700 mm(查洋施工图设计手册、皮带轮传动)。

方案 B：低 rtJ，高 dj/D： 65 r/min；dj/D0.48、d，1 450 mm(减速机传动)。

方案 C：居 中 ，dj/D： 95 r/rain；dj/D0.33、d，1 000 mm(减速机传动)。

3.2 参数计算结果及讨论3.2.1 搅拌轴功率计算搅拌轴功率计算公式：NcNp×p×1，， ×d，根据功率计算公式分别计算三种方案所需的功率：N Nv xp×17， ×d Ne×p×210。×0.7Nc8Np xp×n船 ×d佃 Np xp×65 ×1.45NccNe xp×n，c ×d，c Np xp×95 ×1.0比较三种功率：ⅣcA：NcB：Ncc1.81：2.05：13.2.2 搅拌轴直径计算搅拌轴直径计算公式：d 1.720 5×(Mu/[ M])式中 Mu为扭矩/Nm，Mu97 400×Nc/n T；r为轴材料的许用剪应力/kN·m～。

根据直径计算公式分别计算三种方案搅拌轴的直径：d0A1.720 5×(MuA/[ ]) 1.720 5×(ⅣP×p×210。x0. 75/210)d0B1.720 5×(Mu口/[ ]) 1.720 5×(ⅣP×p×65 ×1.45 /65) /3d0c1.720 5×(Muc/[ ]) 。1.720 5×(xp×95 ×1.05/95比较三种搅拌轴直径：doA：doB：doc1：1.52：13.2.3 搅拌轴重量计算搅拌轴重量计算公式：G(7rdo /4)×L×式中 为搅拌轴轴长度/ram； 为搅拌轴材料密度/kg·m-。

根据重量计算公式，比较三种搅拌轴重量：GA：GB：Gc 1：2.31：13.2.4 传动方式比较分析比较减速机与皮带轮传动特点，减速机传动特点：承载能力高、体积孝重量轻、噪音低、效率高、可靠性高，互换性强。皮带轮传动特点：有弹性滑动和打滑；传动效率较低和不能保持准确的传动比；皮带的寿命较短；转速快造成搅拌叶轮极易磨损，且皮带轮的直径等尺寸都是 自己根据减速比配的；皮带轮为铸造件加工困难，