中药制剂工艺--第03章液体搅拌概要.ppt

第三章 液体搅拌Agitation and Mixing of liquids 目录(CONTENTS) 搅拌过程 主要控 制因素 搅拌器型式 固体悬浮 1.循环流量 2.湍流强度 按固体颗粒的粒度、含量及比重决定采用浆式、推进式或涡轮式 固体溶解 1.剪切作用 2.循环流量 涡轮式、推进式、浆式 气体吸收 1.剪切作用 2.循环流量 3.高转速 涡轮式 结晶 1.循环流量 2.剪切作用 3.低转速 按控制因素采用涡轮式、浆式或浆式的变形 传热 1.循环流量 2.传热面上 高流速 浆式、推进式、涡轮式 搅拌器选型表续 1.功率曲线和搅拌功率的计算 搅拌器工作时，旋转的叶轮将能量传递给液体。搅拌器所需的功率取决于釜内物料的搅拌程度和运动状态，它是叶轮形状、大小、转速、位置以及液体性质、反应釜尺寸与内部构件的函数；如发生打旋现象，还需考虑重力的影响。 N—搅拌功率,W; n—叶轮转速, r?s-1; d—叶轮直径,m; ?—液体密度,kg?m-3; ?—液体粘度,Pa?s; g—重力加速度,9.81m?s-2。 第三节 搅拌功率(均相液体) 均相液体的功率准数关联式为 NP—功率准数; Re—搅拌雷诺数，反映流动状况对搅拌功率的影响； Fr—弗劳德数,即流体的惯性力与重力之比,是反映重力对搅拌功率影响的准数; K—系统的总形状系数,反映系统几何构型对搅拌功率的影响; a,b—指数，其值与物料流动状况及搅拌器型式和尺寸等因素有关，一般由实验测定，无因次 对于不打旋的搅拌系统，重力的影响可以忽略，即b=0， 功率因数 2.功率曲线： 由实验测出各种搅拌器的?或NP与Re的关系，并标绘在双对数坐标纸上得到的曲线。 在相同条件下，径向型的涡轮式搅拌器比轴流型的推进式搅拌器提供的功率要大 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 搅拌器的功率曲线 1-三叶推进式,s=d,无挡板；2-三叶推进式,s=d,全挡板；3-三叶推进式,s=2d,无挡板； 4-三叶推进式，s=2d，全挡板；5-六叶直叶圆盘涡轮，无挡板；6-六叶直叶圆盘涡轮，全挡板；7-六叶弯叶圆盘涡轮，全挡板；8-双叶平浆，全挡板 全挡板：N=4，W=0.1D；各曲线：d/D?1/3，b/d=1/4；HL/D=1 s-浆叶螺距,N-挡板数,W-挡板宽度,D-釜内径,d-叶轮直径,b-浆叶宽度,HL-液层深度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 根据Re的大小, 可将搅拌釜内的流动情况分为层流、过渡区和湍流(搅拌器的型式不同,划分层流区与湍流区的Re值不完全相同). 由图3-13可知: 层流区(Re10),不同型式搅拌器的功率曲线均为直线，直线的斜率均为?1，且同一型式几何相似的搅拌器，不论是否装有挡板，功率曲线均相同，即挡板对搅拌功率没有影响。 完全湍流区(Re104)，同一种浆叶，有挡板时比无挡板时提供的功率要大。 （2）对于特定的搅拌器，还可按流动状况对功率曲线进行回归，得到计算搅拌功率的经验关联式。 由层流区(Re10)的功率曲线可得搅拌功率的计算式为 (3-12) K1—与搅拌器结构型式有关的常数 3.均相液体的搅拌功率计算 对于给定的搅拌系统 （1）由功率曲线查出功率因数或功率准数，然后再经计算得出所需的搅拌功率 由完全湍流区(Re104)的功率曲线可得有挡板时的搅拌功率计算式为 (3-14) 式中K2—与搅拌器结构型式有关的常数 对于无挡板且Re300的搅拌系统，重力的影响不能忽略，此时式(3-8)中的b可按下式计算 (3-13) 式中?、?的值取决于物料的流动状况及搅拌器的型式和尺寸。常见搅拌器的?、?值见表3-3。 表3-3 搅拌器的?和?值(Re300) d/D 三叶推进式 六叶弯叶涡轮 六叶直叶涡轮 0.48 0.37 0.33 0.30 0.20 0.30 0.33 ? 2.6 2.3 2.1 1.7 0 1.0 1.0 ? 18 18 18 18 18 40.0 40.0 例3-1 某釜式反应器的内径为1.5m，装有六叶直叶圆盘涡轮式搅拌器，搅拌器的直径为0.5m，转速为150rpm，反应物料的密度为960kg?m-3，粘度为0.2Pa?s。试计算搅拌功率。 解：(1) 计算Re (2) 计算搅拌功率P 由图3-