攪拌功率
攪拌器向液體輸出的功率P,按下式計(jì)算:P=KD5N3ρ式中K為功率準(zhǔn)數(shù)，它是攪拌雷諾數(shù)Rej(Rej=D2Nρ/μ)的函數(shù);D和N 分別為攪拌器的直徑和轉(zhuǎn)速;ρ和μ分別為混合液的密度和粘度。對(duì)于一定幾何結(jié)構(gòu)的攪拌器和攪拌槽,K與Rej的函數(shù)關(guān)系可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，將這函數(shù)關(guān)系繪成曲線，稱為功率曲線。攪拌功率的基本計(jì)算方法:理論上雖然可將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮，但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，因攪拌作業(yè)功率很難予以準(zhǔn)確測(cè)定，一般通過設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速來滿足達(dá)到所需的攪拌作業(yè)功率。從攪拌器功率的概念出發(fā)，影響攪拌功率的主要因素如下。① 攪拌器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數(shù)量、攪拌器的轉(zhuǎn)速等。② 攪拌槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如攪拌槽內(nèi)徑和高度、有無擋板或?qū)Я魍?、擋板的寬度和?shù)量、導(dǎo)流筒直徑等。③ 攪拌介質(zhì)的物性，如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。由以上分析可見，影響攪拌功率的因素是很復(fù)雜的，一般難以直接通過理論分析方法來得攪拌功率的計(jì)算方程。因此，借助于實(shí)驗(yàn)方法，再結(jié)合理論分析，是求得攪拌功率計(jì)算公式的惟一途徑。由流體力學(xué)的納維爾-斯托克斯方程，并將其表示成無量綱形式，可得無量綱關(guān)系式(11-14)。Np=P/ρN³Dj5=f(Re，F(xiàn)r),式中Np--功率準(zhǔn)數(shù),Fr--弗魯?shù)聰?shù)，F(xiàn)r=N²Dj/g;P--攪拌功率，W。式中，雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘滯力之比，而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。實(shí)驗(yàn)表明，除了在Re>300的過渡流狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)r數(shù)對(duì)攪拌功率都沒有影響。即使在Re>300的過渡流狀態(tài)，F(xiàn)r數(shù)對(duì)大部分的攪拌槳葉影響也不大。因此在工程上都直接把功率因數(shù)表示成雷諾數(shù)的函數(shù)，而不考慮弗魯?shù)聰?shù)的影響。由于在雷諾數(shù)中僅包含了攪拌器的轉(zhuǎn)速、槳葉直徑、流體的密度和黏度，因此對(duì)于以上提及的其眾多因素須在實(shí)驗(yàn)中予以設(shè)定，然后測(cè)出功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。由此可以看到，從實(shí)驗(yàn)得的所有功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線或方程都只能在一定的條件范圍內(nèi)才能使用。明顯的是對(duì)不同的槳型，功率準(zhǔn)數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線是不同的，它們的Np-Re關(guān)系曲線也會(huì)不同。