En
Ваш город: Москва
Ваш город Москва?
Да
Выбрать другой город
Заказать звонок
Ваш заказ Нет товаров
Ваш город: Москва
Ваш город Москва?
Да
Выбрать другой город
En

Расчет привода перемешивающего устройства (мешалки)

Различные типы мешалок нередко встречаются на любом заводе, производящем продукты питания. В данной статье рассматривается приблизительный вариант расчета данного привода, учитывая популярные варианты мешалок.

 

Исходные данные: 

Параметр

Обозначение

Единицы
 измерения

Диаметр емкости

D

м

Плотность среды

ρ

кг/м3

Динамическая вязкость среды

μ

Н·с/м2

Частота вращения исполнительного механизма

n

об/с

Тип мешалки

определяется по представленным ниже данным

Высота слоев жидкости в мешалке

H

мм

Ширина лопастей мешалки

b

мм

Шаг винта

s

мм

Длина лопасти

l

мм

Ширина перегородки

B

мм

Шаг пропеллерной мешалки

s

мм


Расчет привода начинается с определения диаметра лопастей мешалки dm по формуле (1), если он не задан дополнительно:


(1)

Для расчета мощности, необходимой для вращения, используют формулу (2):


(2)

Здесь коэффициент 1,2 обеспечивает запас мощности для преодоления трения; Kn отвечает за связь между условиями перемешивания и затратами мощности. Для его определения необходимо рассчитать число Рейнольдса Re – величина характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения – по формуле (3):


(3)

Число Рейнольдса позволяет воспользоваться экспериментальными данными по известным конструкциям мешалок и лопастей. График зависимости Kn(Re) представлен на рисунке 1. 


На нем представлены несколько кривых, каждая из которых характеризует определённый тип мешалки, а именно:

1.      открытая турбинная мешалка с шестью прямыми вертикальными лопатками (b=0,2dм; l=0,25dм) при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,17);

2.      турбинная мешалка типа 1 при B/dм = 0,10; 

3.      открытая турбинная мешалка с шестью изогнутыми вертикальными лопатками (b = 0,20dм, l = 0,25dм) при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,10)

4.      турбинная мешалка типа 1 при B/dм = 0,04;

5.      открытая турбинная мешалка с шестью стреловидными лопатками (b = 0,20dм, l= 0,25dм) при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм= 0,10);

6.      односторонняя радиально-дисковая мешалка с шестью прямыми вертикальными лопатками (b = 0,10dм, l = 0,35dм) снизу диска при D/dм = 2,5 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,25);

7.      радиальная турбинная мешалка с шестнадцатью лопатками со статором в сосуде без перегородок; 

8.      двухлопастная мешалка с прямыми вертикальными лопастями (b = 0,25dм) при D/dм = 4,35 в сосуде с тремя перегородками (B/dм = 0,11);

9.      восьмилопастная мешалка с прямыми лопастями (b = 0,25dм) под углом 45° при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,10); 

10. двухлопастная мешалка типа 8 при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм=0,1);

11. закрытая турбинная мешалка с шестью лопатками со статором при D/dм = 2,4 в сосуде без перегородок; 

12. турбинная мешалка, сходная с типом 11 при D/dм= 3 в сосуде без перегородок;

13. турбинная мешалка типа 12, без статора при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,10); 

14. турбинная мешалка типа 1 в сосуде без перегородок; 

15. трехлопастная пропеллерная мешалка s=2dм при D/dм = 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,10); 

16. четырехлопастная мешалка типа 8 при D/dм = 3 в сосуде без перегородок

17. четырехлопастная мешалка с лопастями (b = 0,25dм) под углом 60° при D/dм = 3 в сосуде без перегородок;

18. трехлопастная пропеллерная мешалка типа 15, но при s = l,33dм и D/dм = 16 в сосуде с тремя перегородками (B/dм = 0,06); 

19. четырехлопастная мешалка типа 9 при D/dм = 5,2 в сосуде без перегородок;

20.  двухлопастная мешалка типа 8 при D/dм = 3 в сосуде без перегородок;

21. трехлопастная пропеллерная мешалка типа 15 при D/dм = 3,3 в сосуде без перегородок;

22. четырехлопастная мешалка типа 9 (такая же, как 19) при D/dм = 2,4÷3,0 в сосуде без перегородок;

23. трехлопастная пропеллерная мешалка типа 15 при s = 1,04dм и D/dм = 9,6 в сосуде с тремя перегородками (B/dм = 0,06); 

24. то же при s =dм и D/dм= 3 в сосуде с четырьмя перегородками (B/dм = 0,10)

25.  то же при s = 1,04dм и D/dм = 4,5 в сосуде без перегородок; 

26.  то же при s =dм и D/dм = 3 в сосуде без перегородок; 

27. то же при s = 1,05dм и D/dм = 2,7 в сосуде без перегородок; 

28.  то же при s = dм и D/dм = 3,8 в сосуде без перегородок; 

29.  двухлопастная мешалка типа 8 с узкими лопастями [b = (0,13÷0,17)dм] при D/dм =1,1 в сосуде без перегородок.

Также, ниже представлены основные виды и размеры мешалок с описанием:


Тип мешалки

Характеристика мешалки

Характеристика сосуда

D/d

H/D

b/dм

s/dм

1

Двухлопастная

3

1

0,25

-

Без перегородок

2

Двухлопастная

3

1

0,167

-

С четырьмя перегородками шириной 0,1D

3

Двухлопастная

2

1

0,885

-

Без перегородок

4

Двухлопастная

2

1

0,885

-

Со змеевиком (dзм=1,9d;

dтр = 0,066d; t=0,12d)

5

Шестилопастная

1,11

1

0,066

-

Без перегородок

6

Пропеллерная

3

1

-

1

Без перегородок

7

Пропеллерная

3

1

-

1

С четырьмя перегородками шириной 0,1D

8

Пропеллерная

3

1

-

2

Без перегородок

9

Пропеллерная

3

1

-

2

С четырьмя перегородками шириной 0,1D

10

Открытая турбинная с шестью плоскими лопатками

3

1(l/d=0,25)

Без перегородок

11

Открытая турбинная с шестью плоскими лопатками

3

1

0,2

-

С четырьмя перегородками шириной 0,1D

12

Открытая турбинная с восемью плоскими наклонными лопатками

3

1

0,125

-

С четырьмя перегородками шириной 0,1D

13

Закрытая турбинная с шестью лопатками

3

1

-

-

Без перегородок

14

Закрытая турбинная с шестью лопатками и направляющим аппаратом

3

1

-

-

Без перегородок

15

Якорная

0,11

1

0,66

-

Без перегородок

16 

Дисковая с шестью лопатками

2,5

1

0,1

-

С четырьмя перегородками

После определения мощности остается последний этап расчета – определение требуемого крутящего момента по формуле (4):


(4)

Еще одним параметром для корректного выбора привода является Сервис-фактор. Для его определения можно воспользоваться рекомендациями, представленными в каталоге продукции НТЦ Приводная Техника. Кроме этого, можно воспользоваться рекомендациями, полученными на основе спецификаций AGMA и ISO:


Применение

Часы работы в день

≤3

≤10

>10

Мешалки для жидкостей

1

1

1,5

Мешалки для вязких растворов

1

1,25

1,5


 

Пример. Проведем расчет турбинной мешалки типа 1, обычно применяемой для обеспечения взаимного растворения жидкостей на химическом производстве. Данная мешалка соответствует типу №14, изображение №1. В качестве среды будем рассматривать 10% раствор гидроксида натрия (NaOH), скорость вращения лопастей – 90 об/мин, режим работы > 10 часов в день.  Таким образом имеем следующие исходные данные:

Параметр

Единицы измерения

Значение

Диаметр емкости

м

0,715

Плотность среды

кг/м3

1108

Динамическая вязкость среды

Н·с/м2

0,0017

Частота вращения исполнительного механизма

об/с

1,5

Тип мешалки

14

Требуемый Сервис-фактор

1,5




Определяем Kn по графику. Kn = 1,2


Данные для расчета:

Т = 18 Нм

n = 90 об/мин

Sf = 1,5


Для данных условий выбираем червячный мотор-редуктор 7й серии, а именно 7МЧ-М-40-15-ПЦ19/БЛ-М314/105//0,25/4-14/105/000/IM3681-IP55/F/220/380/50/У3/S1-К1. Одним из главных преимуществ данной серии мотор-редукторов является ресурс зубчатого зацепления – 15 000 часов. Более подробно о данном мотор-редукторе можно узнать на нашем сайте 

 

Наши клиенты
Ваш город
Не нашли ваш город в списке? Выберите ближайшее к вашему городу региональное представительство для ускорения обработки заказа.