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,它是攪拌雷諾數Rej(Rej=d2Nρ/μ)的函數;d和N 分別為攪拌器的直徑和轉速;ρ和μ分別為混合液的密度和粘度。對于一定幾何結構的攪拌器和攪拌槽,K與Rej的函數關系可由實驗測定,將這函數關系繪成曲線,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,因攪拌作業功率很難予以準確測定,一般通過設定攪拌器的轉速來滿足達到所需的攪拌作業功率。

從攪拌器功率的概念出發,影響攪拌功率的主要因素如下。
① 攪拌器的結構和運行參數,如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。
② 攪拌槽的結構參數,如攪拌槽內徑和高度、有無擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。
③ 攪拌介質的物性,如各介質的密度、液相介質黏度、固體顆粒大小、氣體介質通氣率等。

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到攪拌功率的計算方程。因此,借助于實驗方法,再結合理論分析,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,可得到無量綱關系式
Np=P/ρN3 dj5=f(Re,Fr)
式中Np——功率準數;Fr——弗魯德數,Fr=N2dj/g;P——攪拌功率W。

雷諾數反映了流體慣性力與粘滯力之比,而弗魯德數反映了流體慣性力與重力之比。實驗表明,除了在Re﹥300的過渡流狀態時,Fr數對攪拌功率都沒有影響。即使在Re﹥300的過渡流狀態,Fr數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表示成雷諾數的函數,而不考慮弗魯德數的影響。

由于在雷諾數中僅包含了攪拌器的轉速、槳葉直徑、流體的密度和黏度,因此對于以上提及的其他眾多因素必須在實驗中予以設定,然后測出功率準數與雷諾數的關系。由此可以看到,從實驗得到的所有功率準數與雷諾數的關系曲線或方程都只能在一定的條件范圍內才能使用。最明顯的是對不同的槳型,功率準數與雷諾數的關系曲線是不同的,它們的Np-Re關系曲線也會不同。

攪拌功率的計算方法
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