上海千实解读搅拌机的那些原理

搅拌机是一种建筑工程机械，主是用于搅拌水泥、沙石、各类干粉砂浆等建筑材料。这是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。 搅拌机分为好多种，有强制式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等等。

工作原理

搅拌机是由多个参数决定的，用任何一个单一参数来描述一台搅拌机是不可能的。轴功率（P）、 桨叶排液量（Q）、压头（H）、桨叶直径（D）及搅拌转速（N）是描述一台搅拌机的五个基本参数。桨叶的排液量与桨叶本身的流量准数，桨叶转速的一次方及桨叶直径的三次方成正比。而搅拌消耗的轴功率则与流体比重，桨叶本身的功率准数，转速的三次方及桨叶直径的五次方成正比。

在一定功率及桨叶形式情况下，桨叶排液量（Q）以及压头（H）可以通过改变桨叶的直径（D）和转速（N）的匹配来调节，即大直径桨叶配以低转速（保证轴功率不变）的 搅拌机产生较高的流动作用和较低的压头，而小直径桨叶配以高转速则产生较高的压头和较低的流动作用。在搅拌槽中，要使微团相互碰撞，办法是提供足够的剪切速率。

从搅拌机理看，正是由于流体速度差的存在，才使流体各层之间相互混合，因此，凡搅拌过程总是涉及到流体剪切速率。剪切应力是一种力，是搅拌应用中气泡分散和液滴破碎等的真正原因。必须指出的是，整个搅拌槽中流体各点剪切速率的大小并不是一致的。

通过对剪切速率分布的研究表明，在一个搅拌槽中至少存在四种剪切速率数值，它们是：实验研究表明，就桨叶区而言，无论何种浆型，当桨叶直径一定时，剪切速率和平均剪切速率都随转速的提高而增加。

但当转速一定时，剪切速率和平均剪切速率与桨叶直径的关系与浆型有关。当转速一定时，径向型桨叶剪切速率随桨叶直径的增加而增加，而平均剪切速率与桨叶直径大小无关。这些有关桨叶区剪切速率的概念，在搅拌机缩小及放大设计中需要特别当心。

因小槽与大槽相比，小槽搅拌机往往具有高转速（N）、小桨叶直径（D）及低叶尖速度（ND）等特性，而大槽搅拌机往往具有低转速（N) 大桨叶直径（D）及高叶尖速度（ND）等特性。

搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题，至今只能通过逐级经验放大，根据取得的放大判据，外推至工业规模。

2023-03-27 00:00