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搅拌槽内流体的流动与混合
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目录
1. 教学目的与要求 1
2. 基本原理 1
3. 实验装置 1
4. 实验方法 2
5. 数据处理 4
转速对混合时间的影响 4
液位对混合时间的影响 4
5
1. 教学目的与要求
流体混合是搅拌操作的目的之一。除此之外,固体在液体中的悬浮,气体在液体中的分散等过程,都可以通过搅拌来达到。
本试验的重点是搅拌槽中流体的混合过程。
实验目的:
(1)测定搅拌转速、输入功率、物料量(液位)变化对混合时间的影响。
(2)通过上述试验,了解影响流体混合的主要因素及基本规律。
2. 基本原理
(1)流体在搅拌槽内的流动与混合特征是由搅拌槽的结构,搅拌桨的型式、搅拌桨提供给流体的功率等因素决定的。
(2)搅拌槽内的混合特性一般用混合时间的长短及输入功率的大小来描述。
(3)混合时间一般定义为使进料在全槽范围内分布均匀所需的时间。
(4)输入功率定义为搅拌桨提供给流体的实际功率。
3. 实验装置
本实验装置简图如图1所示:
如简图中所示:电机及减速机(3)的转速由调频器(2)来控制。
本实验装置电机转速:1400rpm,功率:,减速机速比:i=;搅拌最高允许转速:165rpm。【对应的电机转速Nmotor=1100rpm】
空转转速不允许超过20rpm,且空转时间不允许超过30秒。
图1 搅拌实验装置流程图
1—转速计(备用) 2—调频器 3—电机及减速机 4—搅拌轴 5—搅拌槽 6—挡板 7——搅拌桨
实验条件:
液相:水,密度r=1000kg/m3;搅拌槽直径T=,CBY桨直径D= m;搅拌桨离底距:。
4. 实验方法
(1)转速的测定
本实验搅拌转速通过读取变频器显示面板上的电机转速Nmotor除以减速机速比i得到。
N=Nmotor/ (rpm)
(2)搅拌功率计算
搅拌功率P:
P=NpρN3D5 [W]
式中,Np—功率准数,ρ—液体密度[kg/m3],N—搅拌转速[1/s],D—搅拌桨直径[m],搅拌桨的相关数据见下表1。
记录变频器显示面板上搅拌功率Pconvert,作为参考值。
表1 搅拌桨的相关数据
三叶CBY
Np(有挡板)

(3)混合时间的测定
混合时间的测定采用酸碱中和法。通过流体中指示剂的颜色变化来确定流体的混合时间。在流体中加入百里香酚蓝作为指示剂。当液体为碱性时指示剂呈蓝色,当液体为酸性时指示剂呈橙色。
实验步骤如下:
配制适量(~500ml)浓度为4N[ 摩尔浓度4mol/L ]的NaOH溶液。【NaOH摩尔质量 40g/mol, 80g可配4mol/L溶液500ml】
~;一定要充分搅拌使得百里香酚蓝完全溶解在NaOH中。
配制适量(~500ml)浓度为4N[ 摩尔浓度2mol/L ]的H2SO4溶液。【H2SO4摩尔质量 98g/mol; ,浓度98%,密度1840g/m3硫酸可配制2mol/L溶液500ml】
在搅拌槽内加入实验物料(自来水);
在搅拌槽内加入适量(50ml)浓度为4N的Na