均質(zhì)乳化機(jī)攪拌的運(yùn)行轉(zhuǎn)速應(yīng)該避開臨界轉(zhuǎn)速多少的范圍,不同的專家有多種看法,比如:
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第五版)》認(rèn)為當(dāng)工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí),其工作轉(zhuǎn)速應(yīng)取N/Nk<0.75,當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí),其工作轉(zhuǎn)速應(yīng)選在1.4Nk1<n<0.7nk2。edward p="" paul認(rèn)為應(yīng)避開臨界轉(zhuǎn)速20%。陳乙崇主編的《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊-攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》對不同條件下的情況做了細(xì)化,hg20569也做了類似的細(xì)化,有興趣的讀者可直接去查hg20569中的表格。<=""> ;
《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊-攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》和HG20569中都提到一般攪拌器應(yīng)N/Nk<0.7,氣液體系應(yīng)N/Nk<0.6,對柔性軸,1.3 從前文葉片數(shù)量的影響可知,對槳式攪拌器來說,其葉片數(shù)量為2片,故有0.45
對于氣體-液體的攪拌介質(zhì)而言,由于氣體的沖擊,葉輪受到的不平衡力更大,且由于氣體的存在,攪拌軸的阻尼系數(shù)更小,因此,這兩本參考書都針對氣液介質(zhì)取了較低的轉(zhuǎn)速。但是,這里未考慮到氣體的量比較小不會(huì)產(chǎn)生較大沖擊的情況,也未考慮到氣體十分均勻的情況。當(dāng)氣體十分均勻、對攪拌器的沖擊較為平衡時(shí),氣液體系可以和單液相體系做同樣的考慮。
關(guān)于柔性軸,當(dāng)缺乏二階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算數(shù)據(jù)時(shí),只能根據(jù)一階臨界轉(zhuǎn)速取個(gè)大致的結(jié)果,且在不知道二階臨界轉(zhuǎn)速的情況下,轉(zhuǎn)速的上線也盡量取的低些,所以就有了1.3
1.3 Nk1 < N <0.7 Nk2
式中 Nk1——一階臨界轉(zhuǎn)速,rps;
Nk2——二階臨界轉(zhuǎn)速,rps。
對固液體系而言,當(dāng)固含量很高時(shí),或者在固體中啟動(dòng)時(shí),流體的沖擊也比較大,均質(zhì)乳化機(jī)的攪拌轉(zhuǎn)速也許避開臨界轉(zhuǎn)速更多些。文中不同狀態(tài)下的攪拌器水力學(xué)系數(shù)也可部分體現(xiàn)流體對攪拌器沖擊力的大小。
綜上所述,結(jié)合作者的經(jīng)驗(yàn),作者認(rèn)為,在一般狀態(tài)下,攪拌器的轉(zhuǎn)速應(yīng)避開臨界轉(zhuǎn)速20%,即:
N/Nk<0.8
1.2 Nk1 < N <0.8 Nk2
當(dāng)流體對攪拌器的沖擊力較大或阻尼較小時(shí),比如氣液過程或高固含量過程,攪拌器的轉(zhuǎn)速應(yīng)避開臨界轉(zhuǎn)速30%,即:
N/Nk<0.7
1.3 Nk1 < N <0.7 Nk2
對設(shè)置了底支撐的攪拌軸來說,近似的計(jì)算方法得到的結(jié)果誤差更大些,但是由于攪拌軸的撓度變小,攪拌軸可在更接近臨界轉(zhuǎn)速的工作點(diǎn)工作,即使臨界轉(zhuǎn)速的誤差達(dá)到10%也不會(huì)帶來太大的影響,因此按上述范圍避開臨界轉(zhuǎn)速也已經(jīng)足夠。
另外,均質(zhì)乳化機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速越低,流體的雷諾數(shù)越小,流體對攪拌器的阻尼就越大,攪拌軸在臨界轉(zhuǎn)速點(diǎn)進(jìn)行工作時(shí)軸的橫向撓度也未必很大,因此,對低轉(zhuǎn)速攪拌來說,攪拌轉(zhuǎn)速避開臨界轉(zhuǎn)速不需要太多。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn),轉(zhuǎn)速越低,越可以在接近臨界轉(zhuǎn)速的工作點(diǎn)進(jìn)行工作,但缺乏有理論性的數(shù)據(jù)與判據(jù),因此此處僅將此概念提出。