好或者某过程要求剪切力强等等,进而分析了搅拌器的功能,在此基础上就可根据搅拌的目的来选择搅拌器的型式。也可以从一种搅拌器的功能来分析判断它是用于哪些搅拌过程。
各种搅拌过程对搅拌的要求有共性,而各种搅拌器的性能也有共性，这样往往是适于某一种搅拌操作的可能有几种型式的搅拌器,而同一种搅拌器也可用于几种搅拌过程。当然严格的说，还是各有所长的,诸如粘度高低、容积大小、转速范围等等,都会影响搅拌器使用的效果。目前的选型方法多数是根据实践试经验，选择习惯应用的桨型，再在常用范围内决定搅拌器的各种参数。也有通过小型试验，取得数据，进行比拟放大的设计方法。不论哪种做法，都离不开最初的根据搅拌目的选择搅拌器类型这一步。
由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响,所以根据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使用范围。随粘度增高的各种搅拌器的使用顺序为推进式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式等。设计中选用的搅拌器的型式为桨式平直叶。
桨式是结构最简单的搅拌器型式,桨叶一般采用扁钢制作,铸造桨叶已很少用。小型桨叶为简单计,常将桨叶焊在轮毂上,形成一个整体,然后用键、止动螺钉将轮毂连接在搅拌轴上。
关于搅拌器在搅拌轴上的安装层数,一般都是从桨叶的搅拌范围来考虑的,液层过高则要考虑设置多层桨叶，对于低粘度液体,径流型桨叶可搅动槽内上下范围为桨径的４倍,所以对于常用的液层深度,只要一层桨叶即可。对于高粘度液体,可增加搅拌器层数。 2．2.2传热部件的选型 一.搅拌设备的传热
在容器中对被搅拌的液体进行加热或冷却是化工过程中一个经常遇到的操作，这对于在被搅拌的液体中进行化学反应极为重要。化学反应过程常伴有放热和吸热反应，而且常常需要向加热促使化学反应的进行,一旦反应开始往往又需要冷却,调节温度维持反应条件,直到反应完毕又需要散热。因此,搅拌器必须具备传热装置,以维持最佳的工艺条件，取得最好的反应效果。 二.传热方式
反应器的加热和冷却有多种方式。可在容器外部或内部设置供加热或冷却用的换热装置,例如在容器外部设置夹套，在容器内部设置蛇管、散热器等。一
般用得最普通的是采用夹套传热方式。 三.夹套
传热夹套一般由普通碳钢组成，它是有一个套在反应器筒体外面能形成密 封空间的容器，既简单又方便。夹套上设有水蒸气，冷却水或其他加热、冷却介质的进出口。
在罐体的外侧,以焊接或法兰连接的方法装设各种形状的钢结构，使其与 罐体的外表面形成密闭的空间,在此空间内通入载热流体,以加热或冷却物料,维持物料的温度在预定的范围内,这种钢结构件统称之为夹套。根据夹套结构形式的不同,可分为多种类型。
搅拌罐上采用最多的夹套型式是整体夹套,由于应用广泛，工程上习惯简称 为夹套。这种夹套是在罐体的外面再套上一个直径稍大的容器。如果加热介质是水蒸气，则进口管应靠近夹套上端，冷凝液从底部排出;如果传热介质是液体,则进口管应安置在底部，液体从底部进入，上部流出，是传热介质能充满整个夹套空间。这种结构简单方便，基本上不需要维修。缺点是换热面积受到罐体几何形状的限制而不能做得太大。
(1）整体夹套的结构选型
选择常用的典型结构:这种是圆筒的一部分和下封头包有夹套。 (2）整体夹套的尺寸及连接形式
整体夹套和罐体有两种连接形式,即不可拆卸式和可拆卸式。
不可拆卸式夹套的结构简单,密封可靠，主要适用于碳钢制的搅拌设备。如果罐体材质是不锈钢而夹套为普通碳钢时,应在结构的处理上避免不锈钢罐体直接与碳钢件焊接,以防止在焊缝处渗入过量碳元素是不锈钢产生局部腐蚀。 (3）整体夹套的应力
由于夹套内流体压力的作用,夹套封口环处会产生局部应力，其数值的大小根据夹套的结构和安装方法而有所差异。
按照设计中所选用的夹套形式，则整体夹套的结构及强度可按下述关系进行考虑。
① 罐体与夹套间可采用拉撑件（即选用蜂窝形夹套)，由于夹套中流体压力产生的轴向载荷为罐体所支撑，故封口环的板厚也可取与夹套筒体的板厚相等。 ② 夹套筒体上产生底周向应力应大于许用应力的1／2时，必须将封口环处的
结构加强或将封口环板加厚。此时封口环板的厚度应不小于按许用应力1/2所算出的夹套筒体厚度。
同时注意,封口环与筒体连接的焊缝必须给予特殊考虑。为了增大连接点 的强度，必须规定焊缝完全焊透。 (4)整体夹套附——进口接管
整体夹套的出口接管结构和一般容器一样，不需要进行特殊处理。进口接 管则因为夹套与罐体之间的距离较小，为了防止载热流体直接冲刷罐体外表面，影响罐体的局部强度，进口接管应采用侧开口或在夹套内安装挡板。进水管一般布置在夹套底部,以便于提高传热效率。 2.2.3搅拌罐结构设计 一、搅拌罐的概述
搅拌罐包括罐体和装焊在上面的各种附件。
常用的罐体是立式圆筒形容器，它有顶盖、筒体、和罐底，通过支座安装在基础或平台上。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。
为了满足不同的工艺要求，或者因为搅拌罐本身结构上的需要,罐体上装有各种不同用途的附件。例如,由于物料在反应过程中常常伴有热效应,为了提供或取出反应热,需要在罐体的外侧安装夹套或在罐体的内部安装蛇管；为了与减速机和轴封相连接,顶盖上要焊装底座；为了便于检修内件及加料和排料,需要装焊人孔、手孔、和各种接管；为了在操作过程中有效的监视和控制物料的温度、压力和料面高度,则要安装温度计、压力表、液面计、视镜和安全泄放装置;有时为了改变物料的流型、增加搅拌强度、强化传质和传热，还要在罐体的内部焊装挡板和导流筒。但是随着附件的增加，往往会给设备的制造和维修带来很多麻烦,增加设备的制造和维修费用。所以在确定搅拌罐结构的时候应全面的综合考虑，使设备既满足生产工艺要求有做到经济合理，实现最佳化设计。 （一）罐体的长径比和装料量
在知道搅拌罐操作时盛装的物料的容积以后，首先要选择适宜的长径比（H／Di）和装料量,确定筒体的直径和高度。 (1）罐体的长径比
选择罐体的长径比应考虑的主要因素有3个方面，即长径比对搅拌功率的影响、对传热的影响以及物料搅拌反应特性对长径比的要求。
①罐体长径比对搅拌功率的影响
一定结构形式搅拌器的浆叶直径同与其装配的搅拌罐罐体内径通常有一定 的比例范围。随着罐体长径比的减小,即高度减小而直径放大,搅拌器浆叶直径也相应放大。在固定的搅拌轴转数下，搅拌器功率与搅拌器浆叶直径的五次方成正比。所以,随着罐体直径的放大，搅拌器功率增加很多，这对于需要较大搅拌作业功率的搅拌过程是适宜的，否则较小长径比只能无谓的损耗一些搅拌器功率，长径比则可以考虑选得大一些。 ②罐体长径比对传热的影响
罐体长径比对夹套传热有显著影响。容积一定时，长径比越大，则罐体盛料 部分表面积越大,夹套的传热面积也就越大。同时长径比越大,则传热表面距离罐体中心越近，物料的温度梯度就越小,有力于提高传热效果。因此，但从夹套传热角度考虑,一般希望长径比取得大一些。 ③物料特性对罐体长径比的要求
某些物料的搅拌反应过程对罐体长径比有着特殊要求，根据实践经验,一般 搅拌罐的长径比为1~１.3，设计中取H/Di=1.3。 （2）搅拌罐的装料量
选择了罐体的长径比之后，还要根据搅拌罐操作时所允许的装满程度考虑选择装料系数η,然后经过初步计算、数值圆整及核算，最终确定筒体的直径和高度。 ①装料系数
罐体全容积V与罐体的公称容积（即操作时盛装物料的容积)Vg有如下关系:
Ｖ
g
＝V?η（ｍ
3
)
（2-1）
设计时应合理的选用装料系数η值，尽量提高设备利用率。通常η可取0.6～0.85.取η=0.8。 Vｇ=5L,所以V=6.25L ②初步计算筒体直径
知道了筒体的长径比之后,还不能直接算出筒体直径和高度,因为当筒体直 径不知道时封头的容积就不知道,罐体全容积也就不能最后确定。 先忽略封头的容积，认为：Ｖ≈πＤ2iH/4(ｍ2) 式中DI及Ｈ单位是ｍ. 把罐体长径比代入上式为:
V(2-2）
≈πD3i(H/Di）/4 (m
３
)
将式（２－1)代入式（2-2）
(2-3)
Di≈[4?5/π?1.3?0.8］1/３ Di≈1８２ 取Ｄi=17５
③确定筒体直径和高度
将式（2-3)计算出的结果圆整成标准直径，代入式（2-4）算出筒体高度：
H=(Ｖ-ｖ）/(π/４) ?Ｄi2=（Vg/η-v)/(π?Ｄi2／4)
（２-4)
H=4?6.25?１０6/?1７52=259
取H＝220
（二)搅拌罐结构选型
参看各种搅拌罐结构,选择所设计的搅拌罐。
(1)罐体的主要结构特征为椭圆形焊接的底和可以揭开的平盖。 (2)散热器的形式为整体夹套式。 二.搅拌器的计算
查表可得: dj／Ｄi=0.7 dj＝0.7?１７5
=１22.5 取ｄj=120
桨宽与桨径的比b／dj＝0．15
b=0.15? １2０
=18 取b=18
两桨叶的距离h＝0．３H=5２ 取h=55 2．2.４传动部件的计算 一.几种传动方式
搅拌设备具有单独的传动机构,一般包括电动机、减速装置、联轴节及搅拌轴等。
在比电动机速度低得多的搅拌器上常用的减速装置是装在设备上的齿轮减 速机、涡轮减速机、三角皮带以及摆线针齿行星减速机等。其中最常的是固定
整理：Ｄi≈［4Vg/π(Ｈ／Dｉ）η]1/3 （ｍ)
球磨机的原理应用以及设计构造
