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 =π15.115.14??=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'3213010
82660=?== 计算搅拌器转速：min 65081803850213033r/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
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久，应用范围广。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
The 3D Design of Small Blender and the Process analysis for the Key components Author:Du Bing Tutor:Yang Hansong Abstract The equipment of pulsator have a long history and are used in most areas. meawhile pulsator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simpleness，but actually，the ingredient it involved are plaguy complexity. Tht text introduces the basic consider way and the basic theoretics of small pulsator design，and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of describe the basic fixture of pulsator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small https://www.doczj.com/doc/fc9600382.html,ing Pro/e software to draw a stirrer on the components and the overall three-dimensional image.And the analysis of key parts of the process. Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer 目录
摘要 完成絮凝过程的絮凝池(一般常称反应池)，在净水处理中占有重要的地位。天然水中 的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是 说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏(脱稳）并与混凝剂水介 后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这 种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体(絮粒)。因此，絮凝池设 计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。絮凝搅 拌机是絮凝池机械搅拌的装置，它主要用于废水处理的搅拌过程。本设计提到了絮凝池的 设计，搅拌机的设计以及其工艺流程。 关键词：絮凝池 混凝剂 沉淀效果 絮凝性能 Abstract Accomplish flocculation process flocculation pool (call reaction in general often pool) , handle middle in clean water occupying important position. Natural water suspension matter and limb matter grain diameter are very trivial.Be to dislodge these matter being backed by the means drifting along curdling generally , that is ,add the appropriate coagulant , blend through sufficiently in raw water, let colloid stability be spoiled the polymer (coming off after steady) and being situated between with coagulant water looks at and appraises an adsorption , makes a pellet have the flocculation function.But, that flocculation pool purpose is to create appropriate waterpower condition makes this have flocculation function pellet assembling, to form bigger flocculation body (catkin granule) in contacting middle mutually.But therefore, flocculation pool designs thinking that indeed or not, effect being related to a flocculation, the flocculation effect has direct impact to follow-up treatment precipitayion effect. The flocculation mixer is flocculation pool mechanical rabble device , it is used for the waste water treatment mixing process mainly. Design the design having mentioned flocculation pool originally, the mixer design and whose process flow. Keywords:Flocculation pool Coagulant Precipitayion effect Flocculation function
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，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，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广泛应用。 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，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，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组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，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、停留时间等）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。 搅拌设备在石油化工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 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构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。
搅拌机的设计计算 7.5kw 搅拌机设计： 雷，此时为湍流，2 K Np ==φ常数。 查表知：诺数的计算： 4 032 .08.0130010436833Re 285 2?≈===??μραi n 即4 10Re >蜗轮式，四平片时，5.42 =K 。 由公式5 1 3d n N N p ρ=，式中Np ——功率准数。 则，搅拌功率5 1 32d n K N ρ= 5 360 858.0)(13005.4???= W W 45.55450== 则，电机的最小功率为： η N N =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υ450mm ，选定叶轮直径υ800mm 。 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 n N x r x Z j M 155 .90 30?? ? =- 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： 3 2 31 4 24143 0r r r r x --?= 3 34412.04.012.04.04 3--? = =0.306(m) 则θ Sin n N x r x Z j M 155.90 30? ? ? =- 03 45185 105.7306 .0225.0306.04 55 .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62 bh =ω（矩形截面） 且b=200mm ，求h 值。 由][σω≥M 有6 66.8109022.0?≥??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
毕业论文（设计）论文(设计)题目：真空搅拌机的设计 姓名沈委 学号 院系机电工程学院 专业机械设计制造及其自动化 年级级 指导教师刘文平 年月日
目录 摘要 ............................................................. 错误!未指定书签。 ................................................................... 错误!未指定书签。第章引言 ..................................................... 错误!未指定书签。 选题的目的和意义...................................... 错误!未指定书签。 国内外发展概况及趋势................................ 错误!未指定书签。第章设计参数 ....................................................................... 设计依据 .................................................. 错误!未指定书签。 产品的用途及使用范围................................ 错误!未指定书签。 主要工作原理............................................ 错误!未指定书签。 关键问题及解决办法................................... 错误!未指定书签。 传动系统的选择..................................... 错误!未指定书签。 机构的功能特点..................................... 错误!未指定书签。第章设计计算 ............................................... 错误!未指定书签。 总体方案设计............................................ 错误!未指定书签。 传动系统总体设计............................................................... 传动系统的选择..................................... 错误!未指定书签。 选择电动机........................................... 错误!未指定书签。 选择联轴器........................................... 错误!未指定书签。 选择减速器.................................................................... 旋转盘的设计........................................ 错误!未指定书签。 旋转盘上键槽及键选择 ....................................................
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： d n P i m 5 3 ???=ρξ转 式中：ξ m --- 常数项； ρ----- 液体密度，kg/m 3; n----- 桨叶转速，r/min; d i ---- 桨叶直径，mm; 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 d n P i b 4 393.1???=ρ阻 令b/ d i =a;b=a d i .则： d n P i a 5 393.1???=ρ阻 令k=1.93a.为常数项，则： d n P i k 5 3 ???=ρ阻 符号意义同上。 三、 总功率 搅拌器的总功率消耗P W 为： P W =P 转 +P 阻=d n i m k 5 3 )(???+ρξ 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实=（1.1-1.2）P W 当负荷功率≥0.1kw时，P实=（1-4）P W 当负荷功率≤0.1kw时，P实=10P W 当负荷功率≥0.1kw时，P实=（1-4）P W 如果只对功率作粗略估算，P W=（2-3）P转 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 液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值
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
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， A B A B a b 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。 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
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，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，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广泛应用。 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，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，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组成。其结构形式如下：（结构图） 搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，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、停留时间等）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。 2 搅拌罐结构设计 1.1 罐体的尺寸确定及结构选型 1.1.1 筒体及封头型式 选择圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头 1.1.2 确定内筒体和封头的直径 先忽略封头体积，估算筒体内径Di Di=3 4i V πφ V －工艺给定的容积,53m i －通体高径比，i=H / Di,由于是液-液混合体系选i=1.1; φ －装料系数，因搅拌状态比较平稳故取0.8。 3 450.8 16673.14 1.1 Di mm ??= =? Di 取整为1700mm ，即筒体直径DN=1700mm 1.1.3 确定筒体高度 封头直径确定后，确定筒体高度： 2 4() d V V H Di π-=
机械原理 课程设计说明书 设计题目：搅拌机 学院：工程机械 专业：机械设计制造及其自动化 目录 一、机构简介 (2) 二、设计数据 (2)
三、设计内容 (3) 四、设计方案及过程 (4) 1.做拌勺E的运动轨迹 (4) 2.做构件两个位置的运动简图 (4) 3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6) 五、心得体会 (9) 六、参考文献 (10) 一、机构简介 搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。
工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b ）所示。 附图1-1 搅拌机构（a ）阻力线图（b ）机构简图 二、设计数据 设计数据如附表1-1所示。 附表1-1 设计数据 三、设计内容 连杆机构的运动分析 已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n 2。 要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E 的运动轨迹。以上内容画在2号图纸上。 附表1-2 机构位置分配图
摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始 位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12 个位置。并找出连杆上拌勺E的各对应点 E1,E2…E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹 的最低点向下量40mm定出容器地面位置，再 根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺 E离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和 11’。附图1-2 曲柄位置 四、设计方案及过程 选择第三组数据（x =535mm，y=420mm，l AB=245mm，l BC=590mm，l CD=420mm，l BE=1390mm）进行设计。 1.做拌勺E的运动轨迹
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：两者具有不同的均匀度。 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
1前言 建材产品的生产,从原料、燃料到半成品都需要进行破碎和粉磨,其目的是使物料的表面积增加,以提高物理作用的效果及化学反应的速度,如促进均匀混合,提高物料的流动性,便于贮存和运输,提高产量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最终产品,其磨碎的粒度越细,表面积越大,则水泥的标号就越高。改善和提高产品的质量和数量,减少动力消耗,降低生产成本,对达到优质、高产、低消耗具有重要意义。 机械冲击粉碎是建材行业材料破碎的主要手段，其设备效率是重要的技术和经济指标。目前在搅拌机的设计研究中，主要集中在耐磨材料和常规设计的改进。 在水泥行业、选矿电力等工业领域中广泛使用粉磨机械，但各类粉磨机械都有生产效率低，能耗高的缺点。当前的发展趋势是“以破代磨”，借助加强粉磨机前的粉碎，降低入料粒度，可大幅度提高粉磨机产量，降低综合能耗。本课题是结合市场上所使用的各类型号的搅拌机及由厂家在使用过程中所反馈的信息,分析其问题的来源,并相互比较综合各类搅拌机的优点,经师生讨论而确定的。 设计要求:a、最大进料粒度：<150mm；b、出料粒度：<10mm；c、生产能力：25-30t/h。 使用范围：桨叶式搅拌机既可以用于生料的破碎,又可以用于熟料的破碎。它适用于粉碎水泥熟料、粒状高炉矿渣、石灰石、砂岩、页岩、煤矸石、煤块、铝块石、金矿石、钼矿石等多种物料。它广泛应用于：建材、化工、冶金、电力、煤炭、矿山等工业部门。 技术要求：机械设计应保证其功能良好、使用可靠、维护方便；零件结构设计要选择合理的毛坯型式和材料，并尽可能的采用标准件和通用件，并具有良好的工艺性。 设计方法：采用二维CAD绘制图纸和在UG平台上创建三维模型相结合的方法，更加直观地将所要设计的结构表达出来。 本课题着重解决如何将反击式搅拌机和锤式搅拌机的优点结合、锤头磨损问题和机体平衡问题、搅拌机在工作过程中的粉尘泄露问题及搅拌机的各工作参数的优化确定方法等。 本设计具有很强的实用价值。因为采用了很多新的结构，大大降低了制造和维护的费用，减少了机器调整的次数，保证了生产的连续性。
搅拌器的搅拌功率的基本计算方法及影响因素 搅拌器向液体输出的功率P,按下式计算： P=Kd5N3ρ 式中K为功率准数，它是搅拌雷诺数Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函数；d和N 分别为搅拌器的直径和转速；ρ和μ分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽,K与Rej的函数关系可由实验测定，将这函数关系绘成曲线，称为功率曲线（图7）。 搅拌功率的基本计算方法 理论上虽然可将搅拌功率分为搅拌器功率和搅拌作业 功率两个方面考虑，但在实践中一般只考虑或主要考虑搅拌器功率，因搅拌作业功率很难予以准确测定，一般通过设定搅拌器的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。从搅拌器功率的概念出发，影响搅拌功率的主要因素如下。 ①搅拌器的结构和运行参数，如搅拌器的型式、桨叶直径和宽度、桨叶的倾角、桨叶数量、搅拌器的转速等。 ②搅拌槽的结构参数，如搅拌槽内径和高度、有无挡板或导流筒、挡板的宽度和数量、导流筒直径等。 ③搅拌介质的物性，如各介质的密度、液相介质黏度、固体颗粒大小、气体介质通气率等。 由以上分析可见，影响搅拌功率的因素是很复杂的，一
般难以直接通过理论分析方法来得到搅拌功率的计算方程。因此，借助于实验方法，再结合理论分析，是求得搅拌功率计算公式的惟一途径。 由流体力学的纳维尔-斯托克斯方程，并将其表示成无量纲形式，可得到无量纲关系式（11-14）。 Np=P/ρN³dj5=f（Re，Fr） 式中Np——功率准数 Fr——弗鲁德数，Fr=N²dj/g； P——搅拌功率，W。 式（11-14）中，雷诺数反映了流体惯性力与粘滞力之比，而弗鲁德数反映了流体惯性力与重力之比。实验表明，除了在Re﹥300的过渡流状态时，Fr数对搅拌功率都没有影响。即使在Re﹥300的过渡流状态，Fr数对大部分的搅拌桨叶影响也不大。因此在工程上都直接把功率因数表示成雷诺数的函数，而不考虑弗鲁德数的影响。 由于在雷诺数中仅包含了搅拌器的转速、桨叶直径、流体的密度和黏度，因此对于以上提及的其他众多因素必须在实验中予以设定，然后测出功率准数与雷诺数的关系。由此可以看到，从实验得到的所有功率准数与雷诺数的关系曲线或方程都只能在一定的条件范围内才能使用。最明显的是对不同的桨型，功率准数与雷诺数的关系曲线是不同的，它们的Np-Re关系曲线也会不同。
摘要 搅拌机是搅拌设备的心脏。在搅拌机设计及使用过程中，合理的选取搅拌机的结构，运动和工作参数，直接关系到混凝土等材料的搅拌质量和搅拌效率。论文对搅拌臂的排列、搅拌叶片的安装角、拌筒长宽比、搅拌机转速和搅拌时间等主要参数的选取进行分析与试验研究。通过归纳，给出了双卧轴搅拌机的主要参数，包括搅拌臂排列、叶片安装角、拌筒长宽比、搅拌线速度等；给出了评价搅拌机参数合理与否的准则；给出了搅拌臂排列的基本原则。论文通过试验研究，建议用叶片推动的物料量与该搅拌机的公称容量的比值rl，来综合评定搅拌臂的个数，叶片面积和其他参数匹配的合理性，并作为设计时的参考；双卧轴搅拌机的叶片的安装角范围为3l一45，对国内广泛使用的宽短型双卧轴搅拌机叶片安装角度推荐为45；对目前国内外普遍使用的双卧轴搅拌机，它的长宽比的选择范围为0．7—1．3，推荐使用值为小于1；搅拌机的转速主要受搅拌过程中混合料不发生离析现象所限制，对目前常用的双卧轴搅拌机，推荐的叶片线速度为1．4m ／s-1．7m／s／；合理的搅拌时间是保证搅拌质量符合要求条件下的最短搅拌时间，它受充盈率等多种因素影响，合理的搅拌时间应通过试拌来确定。 [关键词]：搅拌机、主要参数、合理性、实验研究
第1章前言 1．1国内外研究现状及发展趋势 19世纪40年代，在德、美、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的白落式搅拌机，其搅拌腔由多面体状的木制筒构成，一直到19世纪80年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。20世纪初，圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及，其工作原理如图1．2所示。形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。1903年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。1908年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电动机则成为主要动力源。从1913年，美国开始大量生产预拌混凝土，到1 950年，亚洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土。在这期间，仍然以各种有叶片或无叶片的自落式搅拌机的发明与应用为主?。自落式搅拌机依靠被拌筒提升到一定高度的物料的自落完成搅拌。工作时，随着拌筒的转动，物料被搅拌筒内壁固定的叶片提升到一定高度后，依靠自重下落。由于各物料颗粒下落的高度、时问、速度、落点和滚动距离不同，从而物料各颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达到均匀混合。自落式搅拌机结构简单，可靠性高，维护简单，功率消耗小，拌筒和叶片磨损轻，但搅拌强度不高，生产效率低，搅拌质量不易保证。此种搅拌机适于拌制普通塑性混凝土，广泛应用于中小型建筑工地。按拌筒形状和卸料方式的不同，有鼓筒式搅拌机、双锥反转出料搅拌机、双锥倾翻出料搅拌机和对开式搅
搅拌器设计选型 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，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，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广泛应用。 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，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，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组成。其结构形式如下图：
搅拌装置结构图 第一章搅拌装置 第一节搅拌装置的使用范围及作用 搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，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、停留时间等）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。 搅拌设备在石油化工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 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构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
页脚内容1 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。
页脚内容2 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
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。 、 运转功率计算 以平浆式为例： 35 P 转 m n d i 式中：E m ---常数项； P 一 - 液体密度， kg/m 3 n -- 桨叶转速， r/min; d i --- - 桨叶直径， mm; 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。 上适当增加。 二、 惯性功率计算 令 k=. 为常数项，则： 符号意义同上。 总功率 令 b/ d i =a;b=a d i . 则： p 阻 1.93b 4 d i p 阻 1.93a 5 d i 搅拌器的总功率消耗 P W 为：P/=P 转 + P 阻=( k ) 35 n d i 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 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。 3 n d i
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: ()F W 当负荷功率》1kw时，P 实二 当负荷功率》时，P 实二(1-4 ) F W 当负荷功率w时， F 实=10F W F 实=(1-4 ) F W 当负荷功率》时， （2-3）P转 如果只对功率作粗略估算，P= 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。
搅拌器设计计算 （作者：纪学鑫） 一、设计数据： 1、混合池实际体积V=××≈3 ∴设混合池有效容积V=8m 3 混合池流量Q=3/s 混合时间t=10s 4、混合池横截面尺寸×，当量直径D= πω4L =π15.115.14??= 5、混合池液面高度H =24πD V =m ..π036301842 ≈?? ∴混合池高度H ＇=+（～）m=～ (m);取 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。 取平均水温时，水的粘度值()s a ?P μ=×10-3s a ?P 取水的密度3/kg 1000m =ρ 搅拌强度 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=～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 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。