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1、反应釜混合系统谢宝军原料药事业部 混合设备混合设备组成 v混合罐 v驱动电机v减速机 v搅拌桨v附属部件.混合系统规格vD = 搅拌桨直径vW = 搅拌桨宽度vC = 搅拌桨离地高度vN = 搅拌速度vZ = 液体深度vT = 容器直径DTZCW搅拌驱动系统搅拌电机与减速机机械密封搅拌桨类型轴向流 产生于搅拌轴平行的流动 混合 低粘度流体，固体悬浮. 低剪切 典型: 推进型, 径向流 产生于搅拌轴垂直的流动 混合 低到中度粘度流体，分散不相容的液体, 化学反应和传热. 高剪切 典型: 叶轮搅拌能量分配n搅拌桨推动的液体体积必须足够大，可以在合理的时间内扫过整个容器n强烈的湍流以促进分子级的扩散
2、n 产生流动径向轴向切向（没用）n 产生剪切能量分配流动剪切切向流轴向流径向流径向流贴合曲线叶轮桨Retreat Curved Impeller (RCI)平叶涡轮桨 Flat Blade Turbine (FBT)平叶涡轮桨 Curved Blade Turbine (CBT)透平碟式涡轮桨Rushton Disc Turbine (RDT)凹面涡轮桨 Gas Turbine (GST)锚式桨Anchor （ANC）高径向流， 多能需要较宽的挡板高剪切纯径向流平流层应用 (Re 50)低剪切, 高扭矩 高粘度 不需要垂直流动螺旋桨Marine Propeller (MRP)高效翼型桨Turb
3、ofoil (TBF)轴向流 混合流翼型桨Hydrofoil (HDF)Maxflow涡轮Maxflow Turbine (MXT)高固含量高粘度低固含量 35%, 粘度35%, 粘度75000cp低剪切，低扭矩,高流动，低功率龙沙的搅拌（多功能型）P1101R01v上层: Pitched Blade Turbine (PBT)v下层: Retreat Curved Impeller (RCI)P1106R01 v上层: Turbofoil (TBF) v下层 Flat Blade Turbine (FBT) P1102R01v上层: Pitched Blade Turbine (PBT)v下
4、层: Angled Blade Turbine （ABT）诺华的搅拌挡板类型什么是挡板: 安装到容器内的静态装置以防止产生液体漩涡和促进垂直流动为什么要挡板: 减少切向流动促进轴向流动海狸尾式指型h型D型鳍型混合机制 对流: v 由搅拌桨的泵流引起, 流体流过反应釜的不同部分，防止分层 宏观混合: v 由大范围的漩涡导致的湍流，将整个流体分散成更小的单元 层间剪切: v 在宏观混合的尺度之下因为层间剪切被更小的分散. v单元被拉伸，扭曲，和折叠. 微观混合:v 最终的最小混合尺度混合. 反应物的扩散只是由浓度梯度来驱动. 相容液体 混合 v总混合流速是最重要的v高粘度：大直径和低速搅拌 不相容
5、液体 混合v 剪切效果强烈 高湍流 更小的液滴 更好的传质 气液体系 混合v同上 固液体系 混合v悬浮起固体的最小搅拌速度 ( 与搅拌直径和种类相关)应用程度温和: 搅拌操作不关键，用于储罐和暂存罐，加料罐，沉淀v 很长和混合时间v 液体表面基本不动v 湍流粘度比 10中度: 对于大部分混合情况是足够的，用于配液罐，反应罐，混合罐v中度的混合时间v液体表面动作较大v湍流粘度比 50强烈: 混合操作关键, 反应釜 ( 大多数传热应用, pH 控制 )v 较快的混合速度 v液体表面如沸腾般滚动v湍流粘度比 500剧烈： 特殊的关键应用, 反应釜( 热传递关键, 高剪切, 聚会v接近瞬间混合v液体表
6、面沸腾飞溅和旋转v湍流粘度比 10,00混合强度雷诺准数（湍流程度）ND2Re 对于一个充足挡板条件的8叶搅拌, 流动形式是如下划分的 1 Re10 靠近搅拌桨为平流，其他区域几乎是静止的 Re10 径向的平流，流动从搅拌桨端部开始 100Re103 整个罐内湍流 ：液体密度, : 液体粘度, N : 搅拌速度 (rpm), D : 桨叶直径雷诺准数 是湍流程度的衡量指数，标志着不同的流型区域, 包括 层流和湍流流量准数（流量大小） 搅拌桨可以被看做一个泵 标准平叶涡轮桨, NQ = 1.3 螺旋桨, NQ = 0.5 四叶45 斜叶桨, NQ = 0.5 在相同的,情况下。大直径低速搅拌桨的
7、流量大，小直径高速桨的湍流大2NDQNQQ ：翼尖位置体积流量, N ； 搅拌速度(rpm), D ：搅拌直径流量准数 与搅拌桨的泵送能力成正比功率准数（功率大小）53DNPNPN：搅拌转速, D 搅拌桨直径 液体密度 P： 机械功率.功率准数 与搅拌桨功率成正比搅拌种类NPNQ(Q/P)RPBT1.270.791HDF0.30.561.31RDT5.20.720.18RCI0.350.240.1CBT1.440.540.23临界搅拌速度13. 045. 02 . 01 . 085. 0BgDSvDnpacnc = 临界搅拌速度, Da = 搅拌直径, S = 形状因子, v = 动力粘度,
8、Dp = 平均粒径, G = 重量加速度, = 密度差, = 液体密度, B = 100 x 固液重量比临界搅拌速度： 小颗粒可以悬浮起来最低的临界搅拌速度，计算范例 标准配置反应釜,全挡板条件 配置RDT搅拌, 装有水，温度在25oC. 容器直径为0.5m. 搅拌速度300 rpm T = 0.5m ; D = T/3 = 0.167m; H = T = 0.5m, V = 0.098 m35322Re104 . 1139445101167. 0603001000NDNNP = 5P=NpN3D5 = (5)(1000)(300/60)3(0.167)5 = 81 W33/8 . 0/828
9、098. 081mkWmWVP温和搅拌温和搅拌 0.1中度搅拌中度搅拌 0.4强烈搅拌强烈搅拌 1.0单位体积能量指数: 每立方米输入的能量大小工业反应器： 0.11.5实验室反应器： 15搅拌桨的放大N1 (BI)D= 900N2(Lonza)D=1200功率功率速度速度湍流湍流悬浮悬浮130106.8 97.5 73.1 101.8 12098.6 90.0 67.5 94.0 11090.4 82.5 61.9 86.1 10082.2 75.0 56.3 78.3 9074.0 67.5 50.6 70.5 8065.8 60.0 45.0 62.6 7057.5 52.5 39.4 54.8 6049.3 45.0 33.8 47.0 5041.1 37.5 28.1 39.2 4032.9 30.0 22.5 31.3 3024.7 22.5 16.9 23.5 2016.5 15.0 11.3 15.7 108.2 7.5 5.6 7.8 00.0 0.0 0.0 0.0
制药精细化工反应釜混合系统搅拌设计
