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第四章液体搅拌1. 采用六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器搅拌某种黏稠液体该液体密度p=1060kg/m\黏度〃=42Pas°搅拌槽直径D=1.2m,叶轮直径J=0.4mo已测得达到预期搅拌效果要求叶端速度”t=2.65nVso试求叶轮的转速及搅拌功率解：根据题给条件，借助图4-8中曲线6进行计算叶轮转速〃=l±=m?.r/s=2.11r/snd0.4tt搅拌功率处=《丝=0.4、2.11x106()=852(层流区)“42由Ru8.52从图4-8中曲线6读得，0=9.用式时1计算P,即P2伊杼=9乂1060x2.113xO.45W=918W或用式时计算N,取幻=71则P=Ki印椅=71x42x2.ll2x0.43W=850W2. 用例4-1附图中所示的搅拌槽来搅拌固体颗粒在20°C水中的悬浮液固相密度Ps=1600kg/m-\体积分数a\=0.12o槽内径0=3m,叶轮转速〃=1.5r/s试求搅拌功率F解：对于悬浮液，用平均密度Pm和黏度/m作为物料的物性参数，采用均相物系搅拌功率的方法进行计算20°C水的物性参数为p=998.2kg/m3,“=1.005mPa・sPm=psXv+(1-xv)p=[1600x0.12+(1-0.12)x998.2]kg/m3=1070kg/m3£=012=0.1364

仍为3m试比较全挡板条件和不安装挡板的搅拌功率解：借助图4.8中的曲线6和5进行计算J=lD=ix3m=lm33??=—=-r/s=1.59r/sndn全挡板条件下的搅拌功率圣狭=1如.59x882】20(过渡区)//0.66由屁值查图4.8中的曲线6,得0=Pn=5.O则P=0pn\/5=5.Ox88Oxl.593xl5=17.7xl03W=l7.7kW(1) 无挡板条件下的搅拌功率用式用12计算M式中⑦=1.9,4=1,务=40则P2p【Pd5Fr>Fr=—=0.2577g件4fRe=f2120=-0.0582&40所以P=1.9x880x1.592x13x0.2577^0582kW=4574kW^4.6xlO3kW在直径D=1.8m的“标准搅拌槽”内搅拌假塑性流体叶轮转速n=2r/s:液体密度p=\070kg/m\操作条件下液体的表观黏度可用下式计算，即yK(k沪式中K一稠度指数，Pa・sV对该流体，K=50.6Pa・s"1A一系数，量纲为一，本例取为13:，〃一流性指数，量纲为一，本例取川=0.5：〃一叶轮转速，r/s0试求搅拌功率解：”=50.6(13x2)°”=9.923Pa・sDd2np0.62x2x1070”时Re===77.64冉9.923由Re值从图4-10查得Pn=3.5则P=PNp*d5=3.5xlO7Ox23xO.65W=2.33xlO3W=2.33kW3. 拟设计一“标准”构形的搅拌设备搅拌某种均相混合液，槽内径为2.4m,混合液密度p=\260kg/m\黏度^=1.2Paso为了取得最佳搅拌效果，进行三次几何相似系统中的放大试验。

实验数据如本例附表1所示试根据实验数据判断放大准则，并计算生产设备的叶轮转速及搅拌功率习题5附表1试验模型的结构参数与操作参数转速试验编号槽径D/mm叶轮直径J/mmn备注r/minf1200671360满意的搅拌2400135675效果3800270340解：（1）判断放大基准根据试验数据计算冬放大基准的相对值列于本题附表2习题5附表2各放大基准的相对值放大准则1号槽2号槽3号槽Re8,述6.105X10612.3X1072.48x107P/VfM1.129X10135.605X10122.865X1012Q/H^d/n4.93X1020.20.794“TEd911209112591800从上表看出，应以保持叶端速度不变为放大基准.（2）生产设备的搅拌器转速及搅拌功率"口=兀〃《=4.771m/s同理it=4.771m/s及nTl=4.807m/s=了4.771+4.771+4.807)nVs=4.783nVs1.2,,d2np0.82x1.903x1260Re=——-==1279由Re值查图4-8中的曲线6,得到SPn=4.5则P=PNpn3J5=4.5x1260x1.9033x0.85=l2.8x103W=12.8kW。