搅拌器设计计算复习过程
第六章-通风发酵设备-第二节搅拌器轴功率的计算
Np= K ReM m
圆盘六平直叶涡轮 Np＝0.6 圆盘六弯叶涡轮 Np≡4.7 圆盘六剪叶涡轮 Np≡3.7
（二）多只涡轮在不通气条件 下输入搅拌液体的功率计算
在相同的转速下，多只涡轮比单只涡轮输出更 多的功率，其增加程度除叶轮的个数之外，还 决定于涡轮间的距离。
Pn＝nP0
（三）通气情况下的搅拌功率 Pg的计算
同一搅拌器在相等的转速下输入通气液 体的功率比不通气流体的为低。
可能的原因是由于通气使液体的重度降 低导致搅拌功率的降低。
功率下降的程度与通气量及液体翻动量 等因素有关，主要地决定于涡轮周围气 流接触的状况。
通气准数：
Na＝Q/ND3来关联功率的下降程度 Na＜0.035 Pg/P0＝1～12.6Na Na＜0.035 Pg/P0＝1～12.6Na Q——通气量 m3/min
生物工程设备
第六章 通风发酵设备
第二节 搅拌器轴功率的计算
一、搅拌器轴功率的计算 轴功率：搅拌器输入搅拌液体的功率，
是指搅拌器以既定的速度运转时，用以 克服介质的阻力所需的功率。它包括机 械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不 是电动机的轴功率或耗用功率。
（一）搅拌功率计算的基本方 程式
单只涡轮在不通气条件下输送搅拌液体 的功率计算，
牛顿型流体：粘度μ只是温度的函数，与 流动状态无关。服从牛顿粘性定律。
非牛顿流体：粘度μ不仅是温度的函数， 随流动状态而变化。
（一）非牛顿型发酵醪的流变 等特性
牛顿型流体的流态式为直线，服从牛顿特性定 律：
=dw/dr
所有气体以及大多数低分子量的液体都属于牛 顿型流体，（2）彬汉塑型性流体
搅拌机设计计算
搅拌机的设计计算7.5kw 搅拌机设计：雷，此时为湍流，2K Np ==φ常数。
查表知：诺数的计算：4032.08.0130010436833Re 260852⨯≈===⨯⨯μραin 即410Re >蜗轮式，四平片时，5.42=K 。
由公式513d n N N p ρ=，式中Np ——功率准数。
则，搅拌功率5132d n K N ρ= 5360858.0)(13005.4⨯⨯⨯= W W 45.55450== 则，电机的最小功率为： ηNN =电 ，取η=0.85则KW N 41.685.045.5电==则选用电机的功率为7.5KW 。
圆盘直径φ450mm ，选定叶轮直径φ800mm 。
桨叶的危险断面Ⅰ—Ⅰ（如上图）：该断面的弯矩值： （对于折叶蜗轮）θSin nN x r x Zj M 155.9030⨯⨯⨯=-式中n ——转速；N ——功率；x ——桨叶上液体阻力的合力的作用位置。
计算公式为：32314241430r rr r x --⨯= 334412.04.012.04.043--⨯= =0.306(m)则θSin nN x r x Zj M 155.9030⨯⨯⨯=-0345185105.7306.0225.0306.0455.9Sin ⨯⨯⨯=⨯- =78.86（N.m ）（Z=4叶片，θ=45°倾角）对于Q235A 材料，MPa 240~2205=σ当取n=2~2.5时，[σ]=88~100Mpa. 取[σ]=90Mpa 计算，得62bh =ω（矩形截面） 且b=200mm ，求h 值。
由][σω≥M有666.81090622.0⨯≥⨯⨯h η,可得h ≥0.00512m, 即h ≥5.12mm考虑到腐蚀，则每边增加1mm 得腐蚀余量。
即，需叶片厚度为≥7.12, 取8mm 厚的钢板。
叶轮轴扭转强度计算验证叶轮轴选用φ76×5的无缝钢管，材料20号钢。
[整理版]搅拌器功率计算
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[整理版]搅拌器功率计算搅拌器功率计算搅拌器功率分为运转功率和启动功率，运转功率是指远转时桨叶克服液体的摩擦阻力所消耗的功率;启动功率是指在启动时桨叶克服液体静止惯性所消耗的功率。
一、运转功率计算以平浆式为例:35 ,，,，，,ndP转im式中:ξ--- 常数项; m3 ρ----- 液体密度，kg/m;n----- 桨叶转速，r/min;d---- 桨叶直径，mm; i根据对运转功率的进一步分析，得出如下结论:1、采用倾斜桨叶，在改善结构和降低运转功率方面都是有宜的。
2、在搅拌跟多液体时，应首先考虑增加桨叶数量，而不应增加桨叶长度。
3、实际运转功率大于理论功率，这是因为还存在其它阻力，因此应在计算功率的基础上适当增加。
4、容器内壁粗糙时，运转的实际功率应比计算功率增加10-30%。
5、容器内有加热蛇管时，应增加2倍。
6、容器内有挡板时，应增加2-3倍。
二、惯性功率计算34,1.93b，,，， ndP阻i35,1.93a，,，，令b/ d=a;b=a d.则: iindP阻i35,k，,，，令k=1.93a.为常数项，则: ndP阻i符号意义同上。
三、总功率35搅拌器的总功率消耗P为: P=P+P=(，k)，,，，转阻WW,ndim以此式计算的功率值在1kw以上时误差叫小，小于1kw时则与实际功率有较大出入，将以用一下数值对功率作调整:当负荷功率?1kw时， P=(1.1-1.2)P 实W当负荷功率?0.1kw时， P=(1-4)P 实W当负荷功率?0.1kw时， P=10P 实W当负荷功率?0.1kw时， P=(1-4)P 实W如果只对功率作粗略估算， P=(2-3)P 转W电动机应选用防潮型、具有接触环的异步电动机，它具有较大的启动转矩，而一般的三相同步电动机是不适应的。
搅拌器形式适应条件流动状态搅拌目的低高粘槽容转速范最高对湍固气液搅拌器形剪粘度混量范围粘度流流分溶体体结传相式切度合传3围m r/min P 循扩散解悬吸晶热反流混热反环散浮收应合应涡轮式 O O O O O O O O O O O O 1-100 10-300 500 浆式 O O O O O O O O O O 1-200 10-300 201-100100-50推进式 O O O O O O O O O 500 0 0 折叶开启 1-100O O O O O O O O 10-300 500 涡轮式 0 布尔马金O O O O O O O O 1-100 10-300 500 式锚式 O O O 1-100 1-100 1000 螺杆式 O O O 1-50 0.5-50 1000 螺带式 O O O 1-50 0.5-50 1000液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值3搅拌过程的种类液体单位体积的平均搅拌功率(kw/m) 液体混合 0.0661949固体有机物悬浮 0.1942-0.29126固体有机物溶解 0.29126-0.38834固体无机物溶解 0.97086乳液聚合(间歇式) 0.97086-1.94172悬浮聚合(间歇式) 1.16577-1.39304气体分散 2.912576 影响搅拌器功率的因素:1、搅拌器的几何参数及运转参数2、搅拌器的几何参数3、搅拌介质的物理参数搅拌器的设计几种搅拌罐的H/D值种类设备内物料类型 H/D一般搅拌罐液固相或液液相物料 1-1.3气液相物料 1-2发酵罐类 1.7-2.5搅拌罐装料量已知H/D比公称容积V,操作时盛装物料的容积 g1、装料系数ηV=V*η gη一般取值0.6-0.85.物料在反应过程中要起泡沫或呈沸腾状态，装料系数取低脂约0.6-0.7，物料反应平稳，可取0.8-0.85，物料粘度大时，可取大值。
调节池搅拌装置设计计算
调节池搅拌装置的设计计算需要考虑以下几个方面：
1. 搅拌器功率计算：根据调节池的尺寸和搅拌器的类型，可以通过以下公式计算搅拌器的功率需求：
P = ρ * V * N^3 * D^5
其中，P为搅拌器功率（单位为瓦特），ρ为液体密度（单位为千克/立方米），V为调节池的体积（单位为立方米），N为搅拌器的转速（单位为转/分钟），D为搅拌器的直径（单位为米）。
2. 搅拌器转速计算：搅拌器的转速需要根据调节池中的液体特性和搅拌效果来确定。
一般来说，搅拌器的转速应该使液体能够均匀混合，但又不能过高，以免产生过多的气泡或剪切力。
3. 搅拌器直径计算：搅拌器的直径需要根据调节池的尺寸和搅拌效果来确定。
一般来说，搅拌器的直径应该使液体能够充分搅拌，但又不能过大，以免占用过多的空间或增加功耗。
4. 搅拌器布置计算：搅拌器的布置需要考虑调节池的形状和尺寸，以及搅拌器的数量和位置。
一般来说，搅拌器应该均匀分布在调节池中，以确保液体能够充分混合。
以上是调节池搅拌装置设计计算的一些基本考虑因素，具体的计算方法和参数需要根据实际情况进行确定。
搅拌轴径的计算公式培训资料
搅拌轴径的计算公式培训资料搅拌轴径大致可以按照以下步骤来计算：步骤1：确定物料的特性首先，我们需要确定物料的特性，包括物料的密度、黏度和搅拌过程中需要达到的混合程度等。
这些参数对于计算搅拌轴径非常重要。
步骤2：计算搅拌器叶片数目根据物料的特性和搅拌过程中需要达到的混合程度，我们可以计算出需要的搅拌器叶片数目。
一般来说，叶片数目越多，混合程度越高，但也会增加功耗。
步骤3：计算搅拌器叶片长度根据搅拌器叶片数目和搅拌轴径，我们可以计算出搅拌器叶片的长度。
叶片长度一般为搅拌轴径的2-3倍。
步骤4：计算搅拌器叶片的扭矩根据物料的密度和搅拌轴的转速，我们可以计算出搅拌器叶片所受到的扭矩。
扭矩是搅拌器设计中非常重要的参数，它决定了搅拌轴的直径尺寸。
步骤5：计算搅拌轴的直径根据搅拌器叶片的扭矩和材料的强度，我们可以计算出搅拌轴的直径。
搅拌轴一般采用圆柱形，直径的大小决定了搅拌机的承载能力。
步骤6：确定搅拌轴的材料根据搅拌轴的直径和所需承载能力，我们可以选择合适的材料来制造搅拌轴。
常见的材料有不锈钢、碳钢和铝等。
步骤7：计算搅拌轴的长度根据搅拌轴的直径和搅拌器叶片的长度，我们可以计算出搅拌轴的长度。
搅拌轴的长度也是搅拌机设计中很重要的一个参数。
步骤8：确定搅拌轴的安装方式根据设备的工作场所和安装条件，我们可以确定搅拌轴是水平安装、垂直安装还是倾斜安装。
通过以上步骤，我们可以得到搅拌轴的计算结果，确保搅拌设备能够满足工作要求并具有良好的工作性能。
总结：搅拌轴径的计算是根据搅拌设备的工作要求和物料的特性来确定的。
通过计算物料的特性、搅拌器叶片数目、搅拌器叶片长度、搅拌器叶片的扭矩、搅拌轴的直径、搅拌轴的材料、搅拌轴的长度和搅拌轴的安装方式，可以得到搅拌轴的计算结果。
这样可以确保搅拌设备满足工作要求，并具有良好的工作性能。
搅拌器放大准则计算例题及解析
搅拌器放大准则计算例题及解析摘要：一、搅拌器放大准则简介1.搅拌器放大准则的定义2.搅拌器放大准则的重要性二、搅拌器放大准则计算例题1.计算搅拌器放大的基本公式2.例题解析a.例题一b.例题二c.例题三三、搅拌器放大准则解析1.搅拌器放大准则的物理意义2.影响搅拌器放大的因素3.搅拌器放大准则的应用领域正文：搅拌器放大准则是一种用于评估搅拌器性能的重要指标，它在搅拌器设计和运行过程中具有重要的指导意义。
搅拌器放大准则的计算涉及到一些基本的公式和步骤，通过例题的解析，我们可以更深入地理解其计算方法和应用技巧。
首先，我们需要了解搅拌器放大准则的定义。
搅拌器放大准则是指在搅拌器运行过程中，通过改变搅拌器的某些参数，如转速、叶轮直径等，来达到提高搅拌器搅拌效果的目的。
在这个过程中，搅拌器放大准则的计算公式如下：放大准则= (N1/N2)^(3/2) × (D2/D1)^(1/2)其中，N1和N2分别表示搅拌器原始转速和目标转速，D1和D2分别表示搅拌器原始叶轮直径和目标叶轮直径。
接下来，我们通过三个例题来解析搅拌器放大准则的计算过程。
例题一：假设一个搅拌器的原始转速为100rpm，叶轮直径为20cm，现需要将其转速提高至150rpm，叶轮直径扩大至25cm。
请问搅拌器放大准则为多少？解析：根据上述公式，我们可以得到放大准则= (150/100)^(3/2) × (25/20)^(1/2) = 1.41 × 1.11 = 1.57例题二：如果一个搅拌器的原始转速为100rpm，叶轮直径为20cm，现需要将其转速降低至50rpm，叶轮直径缩小至15cm。
请问搅拌器放大准则为多少？解析：同样地，根据公式，我们可以得到放大准则= (50/100)^(3/2) × (15/20)^(1/2) = 0.63 × 0.75 = 0.47例题三：一个搅拌器的原始转速为100rpm，叶轮直径为20cm，现需要将其转速提高至150rpm，叶轮直径不变。
搅拌器长计算公式
搅拌器长计算公式搅拌器是一种常见的厨房电器，用于搅拌、混合食材，制作各种美食。
在家庭厨房和商业厨房中都有广泛的应用。
搅拌器的性能和效果与其长度有很大关系，因此搅拌器长的计算公式成为了很多厨师和厨房设计师关注的焦点。
搅拌器的长度对于搅拌效果有着重要的影响。
一般来说，搅拌器的长度越长，搅拌的范围就越广，搅拌效果也就越好。
因此，搅拌器长的计算公式成为了厨房设计师们在设计厨房时需要考虑的重要因素之一。
搅拌器长的计算公式主要是根据搅拌器的工作原理和搅拌食材的特点来确定的。
一般来说，搅拌器的长度可以通过以下公式来计算：L = D + 2S。
其中，L代表搅拌器的长度，D代表搅拌器的直径，S代表搅拌器的搅拌范围。
在这个公式中，搅拌器的直径是一个很重要的参数。
一般来说，搅拌器的直径越大，搅拌效果就会越好。
因此，在设计搅拌器时，厨房设计师们一般会根据需要搅拌的食材的特点和搅拌器的使用场景来确定搅拌器的直径。
搅拌器的搅拌范围也是一个很重要的参数。
一般来说，搅拌器的搅拌范围越大，搅拌效果就会越好。
因此，在设计搅拌器时，厨房设计师们一般会根据需要搅拌的食材的特点和搅拌器的使用场景来确定搅拌器的搅拌范围。
通过以上公式的计算，厨房设计师们可以确定搅拌器的长度，从而为厨房的设计和搅拌器的选择提供参考。
在实际的厨房设计和搅拌器选择中，厨房设计师们还需要考虑到搅拌器的材质、电机功率、搅拌方式等因素，以确保搅拌器能够满足厨房的实际需要。
在商业厨房中，搅拌器的长度也是一个很重要的参数。
一般来说，商业厨房中需要处理的食材量比家庭厨房大得多，因此搅拌器的长度也需要相应地加长。
商业厨房中常见的搅拌器长度一般在1米以上，以满足大量食材的搅拌需求。
总之，搅拌器长的计算公式是厨房设计师们在设计厨房和选择搅拌器时需要考虑的重要因素之一。
通过合理地计算搅拌器的长度，厨房设计师们可以为厨房的设计和搅拌器的选择提供参考，从而确保搅拌器能够满足厨房的实际需要。
如何计算搅拌器轴功率
8
功率准数Np
P0 N3 d5
是一个无因次数，定义为功率准数Np Np表征着机械搅拌所施于单位体积被搅拌液体的 外力与单位体积被搅拌的惯性力之比。
Np =
（P0/ ω ）/ V
ma /V
ω 线速度 m 液体质量
2019/1/17
a 加速度
V 液体体积
第三章 搅拌器轴功率计算
9
各类搅拌器功率准数Np 与雷诺准数Rem的关系（1）
2019/1/17 第三章 搅拌器轴功率计算 20
解:
已 知 此 细 菌 醪 为 牛 顿 型 流 体 。 先 算 出 ReM ， 由 Np~ReM 图线查出 Np ，自 Np 算出 P0 ，再从修正的 Nd2 Michel式算出Pg。 =Re
m
ReM = （168÷60）×0.62×1020÷(1.96×10-3) = 5.25×105 ＞ 104 ，液体已呈湍流状态。 对于六弯叶涡轮桨，Np = 4.7 P0 = Np d5 N3 ρ P0 = 4.7×0.65×(168÷60)3×1020 = 81)y
P0 N3 d5
=Np 称 为 功 率 准 数
=Rem
称 为 搅 拌 情况 下 的 雷诺 准 数
Nd2
N2 d
g
=Fr m
x
称 为 搅 拌 情况 下 的 弗鲁 特 准 数
N p = K ( Re m )
2019/1/17
(F r m )
y
第三章 搅拌器轴功率计算
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P0:不通气时搅拌器输入液体的功率(瓦)； N :搅拌转速（转.秒）； d：涡轮直径（米）； ：液体密度（公斤/米3）； µ ：液体粘度（牛.秒/米2)； g：重力加速度
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搅拌器设计计算
搅拌器设计计算
（作者：纪学鑫）
一、设计数据：
1、混合池实际体积V=1.15m ×1.15m ×6.5m ≈8.60m ³
∴设混合池有效容积V=8m ³
2、混合池流量Q=0.035m ³/s
3、混合时间t=10s
4、混合池横截面尺寸1.15m ×1.15m ，当量直径D=πω4L =π
15.115.14⨯⨯=1.30m 5、混合池液面高度H =
24πD V =m ..π036301842≈⨯⨯ ∴混合池高度H ＇=6.03m+（0.3～0.5）m=6.33～6.53 (m);取6.5m
6、挡板结构及安装尺寸()m 54.0036.0m 241361～）（～≈⎪⎭
⎫ ⎝⎛D ；数值根据《给水排水设计手册》表4-28查得，以下均已此手册作为查询依据。
7、取平均水温时，水的粘度值()s a ⋅P μ=1.14×10-3s a ⋅P
取水的密度3/kg 1000m =ρ
8、搅拌强度
1）搅拌速度梯度G ，一般取500～1000s -1。
混合功率估算：N Q =K e Q(kw)
K e --单位流量需要的功率，K e 一般=4.3～173/s kw m ⋅
∴混合功率估算：3/s kw 17~3.4m N Q ⋅=
1-3-3
e e )30.1365~65.686(s
8s a 1014.1m /s kw 17~3.41000t 1000t 1000s P K Q Q K G ≈⨯⋅⨯⋅===⇒）（μμ
取搅拌速度梯度1-s 740=G
2）体积循环次数'Z
搅拌器排液量'Q ，213.08.008.1385.0)/(333'=⨯⨯==s m nd k Q q
折叶桨式，片，245=︒=Z θ，流动准数385.0k q 取，见表4-27查取；
---n 搅拌器转速）
（s /r ；d 搅拌器直径（m) 转速d 60n πν=
；---线速度v ，直径d ，根据表4-30查取。
()266.03===⇒V
t nd k V t Q Z q ''容积 3）混合均匀度U ，一般为80%～90%。
U 取80%。
9、搅拌机的布置形式、加药点设置。
1）立式搅拌机的布置：一般采用中央置入（或称顶部插入）式。
2）搅拌器的位置及排泄方向：搅拌器的位置应避免水流直接影响侧面冲击。
搅拌器距液面的距离通常小于搅拌器直接的1.5倍。
二、搅拌器的选用及主要参数
1. 选用折叶桨式
2. 桨叶数2=Z
3. 搅拌器直径0.8m d m 0.867~433.0m 32~31d ==⎪⎭
⎫ ⎝⎛=，取）（）（D 4. 搅拌器螺距d s =
5. 搅拌器层数d
H ，取7，（公司取层数4） 6. 搅拌器外缘线速度ν取（1.0～5.0）m/s
7. 搅拌器宽度：b=（0.1～0.25）d=（0.08～0.2）m,取0.11m
三、搅拌器转速及功率设计
1、根据要求的搅拌梯度G 值计算：
1）搅拌器外缘线速度ν取2.72m/s
2）搅拌器转速：
r/s .~.r/.~.m/s π
..~.πd v n ）（）（）（002400min 3711987238005016060≈≈⨯==， 取65r/min=1.08r/min 。
2）搅拌器功率计算：
① 求雷诺准数：6322e 10606010
141100008180R ⨯≈⨯⨯⨯==....μn ρd -，流动形态属于层流。
② 求功率准数：查网络数据，功率准数p N 查得0.52：p N 取0.63～0.75
③ 求搅拌功率：()()2.1/35.0e 3e 3e p sin R 2.310R 2.110R 66.066.0θD b p D H B A N +⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=， ()[]185********
+-+=).(d/D b/D A ()()[]D d D B /14.15.0/b 4-3.1210--=，()()()D b D d D b P /75.0/5.2/41.12
---+=，根据表4-22查得,或者查图4-33。
999.0821.023.174.29====E P B A ，，，
5168.0=⇒P N ，()kw .....kw g d ρn N N p 215081
9102800811000516801025353=⨯⨯⨯⨯== 校核合格。
,kw 212.01000t kw 215.02
P ==≈=G Q N N Q μ
2、根据要求的体积循环次数Z'计算： 计算搅拌器排液量：/s m ..t Z'V Q'321301082660=⨯==
计算搅拌器转速：min 6508180385021303
3r/r/s ....d K Q'n q ≈=⨯== 校核搅拌器外缘线速度：m/s .π..πdn v 71208180≈⨯==。
校核合格0571201m/s,.m/s .v m/s .<=<
计算搅拌器功率：kw .d ρn N N P 21501000
5
3== 3、电动机功率计算：274.099
.095.0215.02.154=⨯⨯===ηηηKgN KgN N A。