如何計算攪拌器軸功率第1頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算22、渦輪攪拌器的攪拌流型3、裝有拉力筒時的攪拌流型第2頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算3三、攪拌器軸功率計算（一）單只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率P0的計算輸入攪拌液體的功率（軸功率）：攪拌器以既定的轉速旋轉時，用以克服介質的阻力所需用的功率。 P0=（N,d,,μ,g）P0:不通氣時攪拌器輸入液體的功率；N:攪拌轉速；d：渦輪直徑；：液體密度；μ：液體粘度；g：重力加速度第3頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算4通過因次分析及實驗證實，對牛頓型流體而言，可得到下列準數：第4頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算5P0:不通氣時攪拌器輸入液體的功率(瓦)；N:攪拌轉速（轉.秒）；d：渦輪直徑（米）；

：液體密度（公斤/米3）；μ：液體粘度（牛.秒/米2)；g：重力加速度第5頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算6y在全擋板條件下，y=0全擋板條件：在攪拌發酵罐中增加擋板或其他附件時，攪拌功率不增加，而旋渦基本消失。滿足全擋板條件的擋板數及擋板寬度可由下式計算：（B/D）·Z=0.4 B：擋板寬度Z：擋板數 第6頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算7X當ReM＜10，x=-1，液體處于滯流狀態，P=KN2d3μ當ReM＞

104，x=0，液體處于湍流狀態，P=KN3d5ρ在一般情況下，攪拌器大多在湍流狀態下操作。對非牛頓型流體來說，當ReM＞

300，液體已呈湍流狀態。第7頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算8不同攪拌器的K值第8頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算9功率準數Np是一個無因次數，定義為功率準數NpNp表征著機械攪拌所施于單位體積被攪拌液體的外力與單位體積被攪拌的慣性力之比。

ω線速度a加速度V液體體積m液體質量

第9頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算10

各類攪拌器功率準數Np與雷諾準數Rem的關系（1）第10頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算11各類攪拌器功率準數Np與雷諾準數Rem的關系（2）第11頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算12單只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率P0（1）P0==Np×N3×d5×ρ(W)d:攪拌器直徑(m)；N:攪拌器的轉速(r/s):液體密度(kg/m3)；Np:功率準數

液體處于湍流狀態：

（1）圓盤六平直葉渦輪Np≈6（2）圓盤六彎葉渦輪Np≈4.7（3）圓盤六箭葉渦輪Np≈3.7第12頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算13單只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率P0（2）對于一般發酵罐，D/d≠3，HL/d≠3實際攪拌軸功率:P0*=f×P0校正系數f=1/3[(D/d)(HL/d)]1/2第13頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算14（二）多只渦輪在不通氣條件下攪拌軸功率Pm的計算

估算式

Pm=P0[1+0.6(m-1)]=P0(0.4+0.6m)m:渦輪個數經驗計算式

兩只渦輪P2=P1×20.86[(1+s/d)(1-s/(HL-0.9d))]0.3三只渦輪P2=P1×30.86[(1+s/d)(1-(s/(HL-0.9d))×log4.5/log3)]0.3第14頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算15（三）通氣液體機械攪拌軸功率Pg的計算通氣準數Na，它表示發酵罐內空氣的表觀流速與攪拌器葉端速度之比，在數學上可表示為：Pg估算式：Na≤0.035時，Pg/P0=1-12.6NaNa≥0.035時，Pg/P0=0.62-1.85Na第15頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算16Michel經驗式當d/D=1/3時,C=0.157d/D=2/3時,C=0.113d/D=1/2時,C=0.101N(r/min),Qg(m3/min),d(m),Pg,P0(kW)第16頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算17第17頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算18第18頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算19修正的Michel經驗式N(r/min),Qg(ml/min),d(cm),Pg,P0(kW)第19頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算20例題1第20頁，課件共22頁，創作于2023年2月2023/7/22第三章攪拌器軸功率計算21解:已知此細菌醪為牛頓型流體。先算出ReM，由Np~ReM圖線查出Np，自Np算出P0，再從修正的Michel式算出Pg。ReM=（168÷60）×0.62×1020÷(1.96×10-3)=5.25×105＞104，液體已呈湍流狀態。對于六彎葉渦輪槳，Np=4.7P0=Npd5N3ρP0=4.7×0.65×(168÷60)3×1020=8183(w)=