НТЦ Приводная Техника
En
Ваш город: Набережные Челны
Ваш город Набережные Челны?
Да
Выбрать другой город
Заказать звонок
Ваш заказ Нет товаров
Ваш город: Набережные Челны
Ваш город Набережные Челны?
Да
Выбрать другой город
En

Расчет привода перемешивающего устройства (мешалки)

Дата 27 июня 2022
Различные типы мешалок нередко встречаются на любом заводе, производящем продукты питания. В данной статье рассматривается приблизительный вариант расчета данного привода, учитывая популярные варианты мешалок

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.