搅拌强度：温和（1～3级）□适中（3～5级）□强烈（6～8级）□剧烈（9～10级□）工艺要求：
潜水搅拌机结构和选型方法 作者：南京兰江水处理设备有限公司 【QJB型潜水搅拌机】结构特点： 混合搅拌系列新产品选用多极电机，采用直联式结构，能耗低，效率高；叶轮通过精铸或冲压成型，精度高，推力大，外型美观流畅，结构紧凑。 低速推流系列新产品采用摆线针轮减速机，配备功率小，转速低，叶轮直径大，服务面积广。叶轮由聚胺脂材料和铝合金铸成，强度高，抵抗腐蚀能力强，除了具有搅拌的功能外还能外还兼有推流和创建水流的作用。 潜水搅拌机的电机绕组为F级绝缘，防护等级为IP68。在污水厂的曝气系统中配合使用，可使系统能耗大幅度的降低，且充氧量显著提升，能有效的防止沉淀。根据工艺技术要求，直联式潜水搅拌可配用导流罩。 【QJB型潜水搅拌机】选型需要注意的几点： 为保证潜水搅拌机取得最佳运行效果，请使用方提供如下资料; ◎运用目的； ◎池型及尺寸，包括水深； ◎搅拌介质的特性，包括粘度、密度、温度、及固体物含量等。
6．性能原理 电机能在全浸没条件下连续运行、间隙运行和长期停止状态（正常工艺停机）后恢复运行，搅拌器在整个运行过程中保持平稳状态，无故障运行时间不少于10000小时，每日能连续24小时运行或间隙运行。 6.1导轨系统 导轨系统可自由调整搅拌器的提升和下降，并无需排空水池情况下拆卸和安装搅拌器，搅拌器全部的重量受力在一个支架上，并且这个支架可承受搅拌器产生的推力。 6.2电机壳体 搅拌器的电机壳体由优质不锈钢制造，壳体厚度足以承受何载，其表面加工平整光滑。 6.3叶轮 叶轮用不锈钢制造，且经动平衡实验。叶轮与轴之间装有锁定装置，以防转动时松动，叶片设计为三片式，具有自清洁及免振功能。 6.4轴 搅拌器的电机和叶轮采用直联式传动方式，轴由不锈钢制造，轴能承受所有轴向和径向载荷，轴承的设计寿命不少于100000小时，叶轮轴完全与搅拌介质隔离。 6.5轴封 采用两个相互独立高质量机械密封，机械密封面材料均采用耐腐蚀碳化钨，机械密封的常规使用的寿命不低于25000小时。 6.6电机 潜水搅拌机的电机为三相鼠笼异步电机，防护等级为IP68，绝缘等级为F，潜水电机可连续运行，每小时可启动至少10次，潜水电机与搅拌器应是同一厂家制造。 6.7电缆和电缆密封 电机配有控制和动力水下电缆，为了打动最大限度地保护电机，即使在偶然的不正常运作情况下，电缆损坏且电机仍在水下，电缆进口也不允许有湿气进入电机和接线盒，电缆进口宜采用三道密封，内侧采用单芯电缆剥皮并镀锡后嵌入树脂中，中间整个电缆嵌入树脂中，最外部用长橡胶环密封，电缆密封组件应做成一集成。 6.8搅拌器保护 电机绕组上装有温度传感器以监测电机绕组过热，在搅拌器中应设置泄露和湿气保护传感器，应能监测并在搅拌器出现严重破损毁坏前发出报警信号。
第三节搅拌器的选型 （一）搅拌器选型 桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d / D，涡轮式叶轮的d / D一般为 0.25~0.5,涡轮式为快速型，快速型搅拌器一般在H 1.3D时设置多层搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度 为50Pa?s左右。 搅拌器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度 C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为避免底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度C D/10.最上层叶轮高度离液面至少要有 1.5d 的深度。符号说明 b――键槽的宽度 B――搅拌器桨叶的宽度 d——轮毂内经 d o ――搅拌器桨叶连接螺栓孔径 d1 ――搅拌器紧定螺钉孔径 d2 ――轮毂外径 D J——搅拌器直径 D1 ――搅拌器圆盘的直径
G――搅拌器参考质量 h1 ――轮毂高度 h2 ――圆盘到轮毂底部的高度 L――搅拌器叶片的长度 R――弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片的弧半径 M ――搅拌器许用扭矩（N?m） t――轮毂内经与键槽深度之和 ――搅拌器桨叶的厚度 i ――搅拌器圆盘的厚度 工艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角为45。，圆盘涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径d j：桨长I：桨宽b 20:5:4，圆盘直径一 般取桨径的2，弯叶的圆弧半径可取桨径的3。 3 8
查HG-T 3796.1~12-2005选取搅拌器参数如下表 由前面的计算可知液层深度H 2.45m，而1.3D i 2210mm，故 H 1.3 D，则设置两层搅拌器。 为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为425mm，上层叶轮高度离液面2D J的深度，即1025mm。则两个搅拌器间距为1000mm，该值大于也轮直径，故符合标准要求。 （二）搅拌附件 ①挡板 挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态 时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。 罐内径为1700mm，选择4块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。
小型搅拌器三维设计及关键零部件工艺分析 摘要 搅拌设备使用历史悠远长久，应用场景范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的内容却极为广泛。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关联的内容及搅拌器的运动和其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，从而对小型搅拌器的设计加以综述。用pro/e 设计软件对搅拌器的零部件和整体进行三维设计。并对关键的零部件进行了工艺分析。 关键词：传动装置，联轴器，支承装置，电动机，减速器
一、总则 1.1 本技术规格书适用于搅拌器的招标采购，对搅拌器的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术方面的要求。详细的技术方面的要求见设备工艺数据表。 1.2 本技术规格书包含了对搅拌器最低限度的要求。并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范条文，卖方应提供满足本技术规格书和规定要求的高质量产品及其服务。对国家相关安全、环保等强制性标准，一定要满足其要求。在遵守现行有关搅拌器的标准、规范、规定的原则下，本技术规格书对搅拌器在设计与制造、检验和试验、涂漆与包装运输、性能保证等方面提出了补充、强调或限制性的说明。 1.3 卖方必须对全部设备的性能负责，并保证在搅拌器技术规格书中规定的工况下全部设备均能安全、稳定、高效、连续地运转。在规定的操作条件下，设备设计常规使用的寿命最少为20年，且不间断连续操作最少为1年。 二、卖方的责任 2.1 卖方有责任解答与设计、制造、检验以及设备正常运行有关的任何询问和问题。 2.2 卖方的责任包括保证期和保修期内应尽的责任。 2.3 卖方应及时提交设计院及招标方要求的设计基础资料、图纸和数据等。 2.4 卖方免费提供全过程的安装指导及试车考核。 三、现场条件 3.1现场自然条件 3.1.1大气温度 年平均温度： 9.8℃ 极端最高温度： 43℃ 极端最低温度： -31.2℃ 日照时数： 3326小时 3.1.2湿度 年平均相对湿度30-40%
最冷月平均相对湿度50-60% 最热月平均相对湿度＜30% 3.2公用工程条件 3.2.1 电 电气防爆区域：非防爆 3.2.2仪表空气 压力0.65MPa(G) 温度：常温 四、有关标准 4.1搅拌器应遵守下述（但不限于）标准、规范和规定（最新版）；如卖方采用 自身工厂标准，应将有关标准提交招标方认可。
反应釜搅拌器选型方法规范 反应釜搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。 由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据反应釜内搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。几种典型的搅拌器都随粘度的高低而有不同的应用限制范围。随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等，这里对推进式的分得较细，提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。这个选型图不是绝对地规定了使用浆型的限制，实际上各种浆型的应用限制范围是有重叠的，例如浆式由于其结构相对比较简单，用挡板能改善流型，所以在低粘度时也是应用得较普遍的。而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种浆型。 根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。由于苏联的浆型选择有其本国的习惯，所以与我国常用浆型并不完全一样。 推荐浆型是把浆型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。选用时根据搅拌目的及流动状态来决定浆型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。 其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。 提出的选型表也是根据反应釜搅拌的目的及搅拌时的流动状态来选型，它的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了浆型的应用限制范围，使得选型更加具体。比较上述表能够正常的看到，选型的根据和结果是比较一致的。下面对其中几个主要的过程再作些说明。 低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才很难。由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的。而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但对于这种混合的过程并无太大必要，所以若用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
小直径高转速搅拌机的选型及使用 目前在SW中国的几个工厂使用最多的搅拌设备是小直径高转速搅拌机。其中尤其以涡轮式搅拌器（齿式叶片）为主，推进式搅拌器（桨状叶片）为辅，别的形式的叶片就更少了。现仅以前二种搅拌机为例，互相学习探讨一下相关的问题。 一、搅拌 搅拌是使釜（或槽）内物料形成某种特定方式的运动（通常为循环流动）。 搅拌注重的是釜内物料的运动方式和剧烈程度，以及这种运动状况对于给定过程的适应性。
二．小直径高转速搅拌机1.种类： （1）。推进式搅拌器 （2）。涡轮式搅拌器
(1)推进式搅拌器（旋桨式搅拌器） 其叶轮直径较小，通常仅为釜直径的0.2~0.5倍，但转速较高，可达 100~500r/min。 叶片端部的圆周速度较大，可达5~15m/s。 工作原理： 工作时，推进式搅拌器如同一台无外壳的轴流泵，非常快速地旋转的叶轮使液体作轴向和切向运动。 液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动，流至釜底时再沿釜壁折回，并重新返回旋桨入口，从而形成如图3-3所示的总体循环流动，起到混合液体的作用。 液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动，这种圆周运动使釜中心处的液面下凹，釜壁处的液面上升，从而使釜的有效容积减小。下凹严重时桨叶的中心甚至会吸入空气，便搅拌效果急剧下降。 当釜内物料为液-液或液-固多相体系时，圆周运动还会使物料出现分层现象，
起着与混合相反的作用，故应采取一定的措施抑制釜内物料的圆周运动。 推进式搅拌器的特点是液体循环量较大，但产生的湍动程度不高，常用于低黏度(
第二节搅拌桨叶的设计和选型一、搅拌机结构与组成 组成：搅拌器电动机 减速器 容器 排料管挡板 适用物料：低粘度物料 二、混合机理 利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合 在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。包括两种形式： （1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动 液体层界面强烈剪切旋涡扩散 主体对流宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合 液体分子间的运动微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合 剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。 高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。 电 动 机 减速器 搅 拌 器 容 器 排料管
三、混合效果的度量 1、调匀度I 设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中. 则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。 引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为： （当样品中CACA0时） 显然 I ≤1 若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为 当混合均匀时 2、混合尺度 设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。 B A A A V V V C +=00A A C C I =0 11A A C C I --=m I I I I m +??++=- 211 =-I
如何选择正真适合的搅拌器 搅拌装置的设计选型与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现，在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求，确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度，进而选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。共具体步骤方法如下： 1.按照工艺条件、搅拌目的和要求，选择搅拌器型式，选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。 2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态，工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。 3.按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件，从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际在做的工作扭矩来选择减速机，则实际在做的工作扭矩应小于减速机许用扭矩。 4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器 5.按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工作所承受的压力、工作时候的温度选择轴封型式 6.按照安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结构型式，并校检其强度、刚度。
如按刚性轴设计，在满足强度条件下n/nk≤0.7 如按柔性轴设计，在满足强度条件下n/nk>
=1.3 7.按照机架的公称心寸DN、搅拌轴的搁轴型式及压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰 8.按照支承和抗振条件，确定是不是配置辅助支承。 在以上选型过程中，搅拌装置的组合、配置可参考(搅拌装置设计选择流程示意图)，配置过程中各部件之间连接关键尺寸是轴头尺寸，轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、组合。
第三节搅拌器的选型 （一）搅拌器选型 桨径与罐内径之比叫桨径罐径比/d D,涡轮式叶轮的/d D一般为 0.25~0.5，涡轮式为快速型，快速型搅拌器一般在 1.3 H D>
时设置多层搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度为?左右。 50P a s 搅拌器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为避免底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度/10 =.最上层叶轮高度离液面至少要有1.5d的深 C D 度。 符号说明 b——键槽的宽度 B——搅拌器桨叶的宽度 d——轮毂内经 d——搅拌器桨叶连接螺栓孔径 d——搅拌器紧定螺钉孔径 1 d——轮毂外径 2 D——搅拌器直径 J D——搅拌器圆盘的直径 1 G——搅拌器参考质量 h——轮毂高度 1 h——圆盘到轮毂底部的高度 2
L ——搅拌器叶片的长度 R ——弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片的弧半径 M ——搅拌器许用扭矩()N m ? t ——轮毂内经与键槽深度之和 δ ——搅拌器桨叶的厚度 1δ——搅拌器圆盘的厚度 工艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角为45 o α =，圆盘 涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径j d :桨长l :桨宽20:5:4b =，圆盘直径一般取桨径的2 3 ，弯叶的圆弧半径可取桨径的3 8 。 查HG-T 3796.1~12-2005,选取搅拌器参数如下表
由前面的计算可知液层深度 2.45 =，而1.3210i D m m H m>
， =，故1.3i H D 则设置两层搅拌器。 为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为425m m，上 层叶轮高度离液面2 D的深度，即1025m m。则两个搅拌器间距为 J 1000m m，该值大于也轮直径，故符合标准要求。 （二）搅拌附件 ①挡板 挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。 罐内径为1700m m，选择4块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。
搅拌装置设计 1、电动机选择：1）型号和额定功率要满足搅拌装置设备开车时启动功率增大的要求；2） 对于气体或蒸汽爆炸危险环境没根据爆炸危险环境的分区等级或爆炸范围危险区域内气体或蒸汽的级别、组别和电动机的使用条件，选择防爆电动机的机构形式和相应的级别、组别；3）处在非物理性腐蚀环境时，根据腐蚀环境的分类选择相适应的电动机；4）还应考虑可能会导致机械和电器损坏的环境（灰尘、温度、雨水、潮湿等）；对于高防爆、小尺寸以及适应不一样扭矩性能可选用液压及启动马达； 2、减速机的选择：1）选用标准减速机以及专业厂家的产品；2）应考虑减速机在震动和 载荷变动情况下的平稳性，并连续工作，一般选择传动效率较高的齿轮减速机；3）出轴旋转方向要求正反双向传动的，不宜选用涡轮蜗杆减速机；4）易燃易爆环境，一般不采用皮带传动减速，就否则必须有防静电措施；5）搅拌轴向力原则上不应由减速机轴承承受，否则需要经验算核定；6）减速机额定功率应大于或等于正常运行中减速机输出轴的传动功率，同时需满足搅拌设备开车时启动轴功率增大的要求；7）输入轴转速应与电动机转速相匹配，输出轴转速应与工作要求的搅拌转速相一致；8）输入和输出轴相对位置的选择应适合斧顶或斧底传动布置的要求；9）减速机润滑冷却方式的选择（膨胀油箱、自冷、风冷、水冷、油泵外循环）；10）服务系数的选择，如无特别要求，中小功率搅拌≥1.5，大功率搅拌≥1.8； 3、机架的选择：1)应选用标准型的机架;2)无支点机架一般仅适用于小传递小功率和小的 轴向载荷,电动机或减速机具有两个支点,并经核算确认轴承可承受由搅拌轴传递而来的径向和轴向载荷时刻选用无支点机架;3）具有以下条件之一，能选用单支点机架：a 电动机或减速机有一个支点，经核算能承受搅拌轴的载荷；b 设置底轴承，作为一个支点；c 轴封本体设有可当作支点的轴承；d 在搅拌容器内、轴中部设有导向导向轴承，可作为一个支点；4）当不具备选用无支点或单支点机架条件时，应选用双支点机架；5）根据传递的搅拌轴载荷大小、方向以及对传动装置上各支点的总体对中要求等诸因素合理选择机架或搅拌轴上的轴承形式；6）采用柔性轴时应考虑到机架与搅拌容器之间是不是需要隔振的问题； 4、联轴器的选择：1）应选用标准型联轴器；2）采用无支点机架，并且除电动机或减速 机支点外无其他支点时，必须用刚性联轴器；3）在中间轴承、地轴承和轴封不作为支点的情况下，单支点机架应选用刚性联轴器；4）采用双支点机架应选用弹性联轴器； 5）搅拌轴分段时，其自身连接一定要采用刚性联轴器；【刚性联轴器，弹性联轴器，液
搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，进而达到均匀混合；也能加速传热和传质过程。在工业生产里，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被大范围的应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温度高压力条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产里，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分所组成。其结构及形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产里的应用场景范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用场景范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停滞时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的
分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）； ⑥强化传热。 搅拌设备在石油化学工业生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备能从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构及形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。
搅拌器参数选择及叶轮安装 钻井液搅拌器是一种专用搅拌器, 正常的情况下不能简单地将化工、石油炼制、食品等工业中使用的搅拌器搬过来。现场经验表明,在选择及安装搅拌器时要格外的注意以下几点: 1. 转速 由于不希望钻屑在搅拌过程中更进一步被粉碎, 因此所用搅拌器的转速不宜过高, 应尽可能地选择 50-60r/min,对于超过 60r/min的搅拌器,建议使用者持谨慎态度。 2. 功率 根据对钻井液搅拌器运转功率的实际测定来看,搅拌器实际输出功率不超过 2kw 。目前市场上有 7.5kw 和 5kw 两种电机驱动的搅拌器,其设计参数选择的依据是在叶轮因停机被沉砂埋住后仍能启动, 但实际上通常出现不是烧损电机就是折断叶片的情况, 通常将叶轮在停转后应能提升一定高度,这时沉砂对其的影响就很小了。 3. 搅拌轴的密封 现场经验表明:由于工作条件十分恶劣, 钻井液搅拌器轴不宜使用端面密封, 一 般的填料密封也很难适应。目前较为成功的是采用多组 V 形盘根,它具有自封性能和自我补偿能力, 长期不保养、不调整也不会产生润滑油泄露问题。 4. 叶轮选择及安装 如前所述, 搅拌叶轮多种多样,由水力学原理可知, 一个浆叶直径小、转速高的 搅拌器工作效果是循环量小、剪切力大, 因而不适用于钻井液固相悬浮的用途。 对于钻井液悬浮搅拌而言,叶轮直径一般应较大,即使单层搅拌桨叶直径也不应小于500mm . 其次,涡轮式叶轮已在钻井液搅拌器中得到普遍应用, 其中开启涡轮式最好, 由于没中部圆盘部分, 不会阻碍浆叶方向液相的对流混合。
径向流叶轮与在钻井工业中所使用的一样, 是典型的由低碳钢制造的, 在轴上垂直安装着矩形叶片(通常每个叶轮 3或 4个叶片。在正方形和矩形钻井液罐里,正确设计的径向流在流体碰到罐壁时会产生轴向流, 但是对所有的正方形和矩形钻井液罐而言, 都会有一些死角和盲区。彻底地清除这些死角是不切实际的, 但是,如果设计适当,就能够大大减少死角,从而忽略死角的存在。 好的搅拌效果源于正确地搅拌器设计和恰当的叶轮安装。当在较深(≥2.4m 的钻井液罐中或者在同一轴上有两个或者更多叶轮,罐底部的叶轮轴都应当被固定。稳定筒一般是短管, 足够大的内径容下搅拌轴的同时, 而不妨碍搅拌器旋转。稳定筒管内有一些排水孔, 垂直焊接到一个体积很小的平面钢盘上, 平板则固定在罐底, 或者稳定筒被直接焊接在罐底。稳定筒将限制轴承侧向载荷过大, 能够延长减速器输出轴和油封的寿命, 在这种情况下对防止旋转轴变弯也是很有帮助的。 由于轴向流叶轮在罐体中所处的位置较高, 因此一定要保持较高的液面来阻止液体形成旋涡和防止钻井液中包裹空气。如果轴向流叶轮安装得太低, 容器底部会受到冲刷, 导致容器底部的磨蚀严重。不恰当叶轮安装的另一个结果会使表面流体不能有效搅拌, 液体的均质性很差。
一、搅拌机结构与组成 组成：搅拌器 电动机 减速器 容器 排料管 挡板 适用物料：低粘度物料 二、混合机理 利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合 在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。包括两种形式： （1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动 液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散 主体对流 宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合 液体分子间的运动 微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合 剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。 高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。
三、混合效果的度量 1、调匀度I 设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中. 则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。 引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为： （当样品中CA CA0时） 或 （当样品中CA CA0时） 显然 I ≤1 若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为 当混合均匀时 2、混合尺度 设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。 混合尺度分 设备尺度 微团尺度 分子尺度 对上述两种状态： 在设备尺度上：两者都是均匀的（宏观均匀状态） 在微团尺度上：两者具有不一样的均匀度。 在分子尺度上：两者都是不均匀的（当微团消失.称分子尺度的均匀或微观均 匀） 如取样尺寸远大于微团尺寸.则两种状态的平均调匀度接近于己于1。 如取样尺寸小到与b 中微团尺寸相近时.则b 状态调匀度下降.而a 状态调匀度不变。 即：同一个混合状态的调匀度随所取样品的尺寸而变化.说明单平调匀度不能反映混合物的均匀程度 四、搅拌机主要结构 1、搅拌器 搅拌器由电动机带动.物料按一定规律运动（主体对流）.桨型不同.物料产生的流型不同。 桨作用于物料.物料产生三个方向的速度分量： 轴向分量 B A A A V V V C +=00A A C C I =0 11A A C C I --=m I I I I m +??++=- 211 =-I
工业搅拌与混合技术进展 虞培清，周国忠 （浙江长城减速机有限公司，温州325028） 摘要：工业搅拌与混合技术在近些年来取得了很大的发展，本文综述了这方面的进展情况。重点 对新型搅拌与混合设备的开发、流场测试与计算流体力学以及搅拌设备选型与设计软件四个方面 进行了综述与评价，并就国内的研究现在的状况进行了简单概述。 关键词：搅拌，混合，搅拌器，流场测速，计算流体力学（CFD），专家系统 搅拌与混合是化学、制药、食品、环保等工业中最常见的关键单元操作之一。比如，一个合成纤维厂中，作为核心设备的聚合反应器仅两台，而与之配套的配料槽、溶解槽、稀释槽、缓冲槽等辅助搅拌设备则多达30台。在高分子材料生产中，作为核心设备的聚合反应器85％是搅拌设备。在制药发酵生产的全部过程中，从种子培养到关键的发酵过程，几乎全部是搅拌设备。 鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪60到80年代期间得到了迅猛发展,其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。长期以来,虽然有大量设计经验和关联式可用于分析和预测混合体系,但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模,仍是十分危险的,至今仍然一定要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。这种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力,而且设计周期很长。据统计，在工业高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为10—100亿美元。 因此，从更微观更本质的角度,例如使用先进的测试手段和构建合理的数学模型,获取搅拌槽中的速度场、温度场和浓度场,不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。近些年来,工业搅拌与混合设备的一些新进展大多分布在在以下几个方面。 1.新型搅拌与混合设备的开发 在很多情况下，搅拌设备是作为一种辅助设备使用的，其操作条件最简单，搅拌的
