攪拌功率

攪拌器向液體輸出的功率P,按下式計算:

P=KD5N3ρ

式中K為功率準數(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)系可由實驗測定，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)功率兩個方面考慮，但在實踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，因攪拌作業(yè)功率很難予以準確測定，一般通過設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速來滿足達到所需的攪拌作業(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魍病醢宓膶挾群蛿?shù)量、導流筒直徑等。

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雜的，一般難以直接通過理論分析方法來得攪拌功率的計算方程。因此，借助于實驗方法，再結(jié)合理論分析，是求得攪拌功率計算公式的惟一途徑。

由流體力學的納維爾-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。實驗表明，除了在Re>300的過渡流狀態(tài)時，F(xiàn)r數(shù)對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，因此對于以上提及的其眾多因素須在實驗中予以設(shè)定，然后測出功率準數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。由此可以看到，從實驗得的所有功率準數(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。明顯的是對不同的槳型，功率準數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線是不同的，它們的Np-Re關(guān)系曲線也會不同。