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第一篇搅拌设备的设计与选用 3

第一章搅拌概论 3

第一节搅拌设备的操作目的与搅拌效果 3

一、搅拌目的 3

二、搅拌效果的度量尺度 3

目 录 3

三、影响搅拌效果的因素 4

一、搅拌容器 5

二、搅拌器与搅拌轴 5

第二节搅拌设备的基本结构 5

三、挡板 6

四、导流筒 6

五、轴封（或磁力传动装置） 6

六、传动装置 6

第三节搅拌传动装置的典型组合形式 7

第四节搅拌设备的主要特征和工程技术特点 9

一、影响流动场和输入能量的主要因素 9

二、流动场 10

三、输入能量 10

四、搅拌设备在工程技术上的特点 11

一、搅拌设备的设计步骤 12

第五节搅拌设备设计与选用的基本方法 12

二、搅拌设备设计与选用的基本原则 13

三、搅拌设备的智能设计专家系统 14

参考文献 15

第二章特殊物料的搅拌 16

第一节搅拌物料的种类和特性 16

一、牛顿流体 16

二、非牛顿流体 16

第二节单相物料体系的搅拌 22

一、低黏度互溶液体的搅拌 22

二、高黏流体的搅拌 26

三、黏弹性流体的搅拌 37

第三节多相物料体系的搅拌 39

一、气－液两相体系的搅拌 40

二、液－液两相体系的搅拌 45

三、固－液两相体系的搅拌 52

四、气－液－固三相体系搅拌技术研究进展 57

参考文献 62

第三章特殊过程的搅拌 63

第一节混合搅拌 63

一、宏观混合与微观混合 63

二、混合过程的混合参数 64

三、混合特性 65

五、混合过程常见的强化方法 67

四、混合过程设计要点 67

第二节悬浮与分散搅拌 68

一、液滴与气泡的分散 68

二、固体颗粒的分散与悬浮 68

第三节传热搅拌 69

一、概述 69

三、热传递系数关联式 70

四、高黏流体的刮壁式传热 70

二、表面传热系数的特征 70

第四节传质搅拌 73

一、固－液传质 73

二、液－液传质 74

三、气－液传质 75

第五节搅拌实验技术简介 76

一、搅拌功率的测量 76

二、停留时间分布的测量 77

三、混合时间的测量 78

四、相分率测量 80

一、LDV/PIV测量技术 81

二、CFD模拟技术 81

第六节搅拌与混合研究新动向 81

三、电子过程断层成像技术 82

四、混沌混合技术 83

五、搅拌与混合设备选型和设计的智能化系统 84

参考文献 84

第四章搅拌设备的放大 86

第一节搅拌过程的放大基础 87

一、搅拌器的流体力学原理 87

二、搅拌釜中流体的切应变速率 87

一、相似放大 88

第二节基本方法 88

三、经验原则 88

二、非几何相似放大 93

三、数模放大 94

第三节多相搅拌过程的放大 95

一、气－液分散过程的放大 95

二、液－液分散过程的放大 96

三、固－液悬浮过程的放大 96

第四节放大实例 98

一、反应釜的放大 98

二、聚合釜的放大 100

三、非均相介质搅拌反应釜的放大 101

参考文献 106

四、间歇釜的放大 106

第五章搅拌器的选用 108

第一节搅拌器的分类 108

第二节搅拌器的结构型式 109

第三节搅拌器的特性参数 115

一、流型 115

二、流动特征 116

三、搅拌器的特性参数 116

第四节几种常用搅拌器的特性及一般应用 117

一、常用搅拌器特性 117

二、搅拌器在单元操作上的一般应用 120

第五节搅拌器的选型 122

一、按搅拌目的选型 122

二、按介质的黏度选型 123

三、按搅拌器型式和适用条件选型 124

四、生物发酵设备搅拌器选型 124

第六节搅拌器的技术要求 126

一、搅拌器的一般技术要求 126

二、常用搅拌器的技术要求 126

第七节搅拌器的应用实例 129

第八节新型搅拌器的研究开发简介 131

一、平桨式搅拌器 133

第九节常用搅拌器的规格与型号 133

二、推进式搅拌器 134

三、涡轮式搅拌器 135

四、框式与锚式搅拌器 138

五、螺带式及螺带螺杆式搅拌器 140

六、三窄叶旋桨式搅拌器 140

七、四叶旋桨式搅拌器 141

八、布尔马金式搅拌器 142

参考文献 143

第一节容器几何尺寸的确定 144

一、容器容积的确定 144

第六章搅拌容器的设计与选用 144

二、容器装液高径比HL/D的确定 145

三、筒体内径和高度的确定 145

四、搅拌容器强度计算 146

五、搅拌容器的材料 146

第二节立式钢制搅拌设备 146

一、技术参数 146

二、型式及主要参数 147

第三节搪玻璃搅拌设备 151

一、搪玻璃设备的性能 151

二、搪玻璃开式搅拌设备（HG/T 2371） 151

三、搪玻璃闭式搅拌设备（HG/T 2372） 160

第一节传热夹套及强度计算 168

一、整体夹套 168

第七章搅拌设备传热元件的设计 168

二、型钢夹套 170

三、半管夹套 171

四、蜂窝夹套 174

五、激光焊接式蜂窝夹套 178

六、螺旋板缠绕式蜂窝夹套 178

第二节 内盘管及其他换热元件 179

一、内盘管 179

一、传热方程 182

二、其他换热元件 182

第三节传热计算 182

二、搅拌容器内壁面传热膜系数a1计算 183

三、盘管、夹套的传热膜系数a2计算 187

参考文献 189

第八章搅拌附件的选择 190

第一节挡板 190

一、竖式挡板 191

二、底挡板 192

三、指形挡板及其他型式的挡板 192

第二节导流筒 192

第三节稳定器 194

参考文献 195

第九章传动装置的选用 196

第一节传动装置系统组合与选用原则 196

一、搅拌传动装置的系统组合 196

二、传动装置各组成部分的选用原则 197

第二节电动机选用 200

一、电动机选用的基本原则 201

二、电动机额定功率的确定 201

三、环境温度和海拔高度的影响 203

四、电动机防护型式的选择 203

五、爆炸性和火灾危险性环境的电动机选择 205

六、搅拌设备常用电动机特性 209

第三节变速器的类型与选用 210

一、减速机的主要类型及其特点 210

二、减速机的选用原则 212

三、釜用立式减速机 213

四、机械无级变速器选用 246

第四节 凸缘法兰与安装底盖的选用 261

一、凸缘法兰（HG 21564） 261

二、安装底盖（HG 21565） 263

第五节机架选用 267

一、WJ、LWJ、DJ、LDJ、DXJ、SJ、LSJ型机架 267

二、XD型、XS型机架（同HG 21699和HG 21567） 274

三、FZ型双支点方底板机架 280

第六节联轴器选用 281

一、JQ型夹壳联轴器 281

二、SF型三分式联轴器 283

三、TK型弹性块式联轴器 286

四、GT、DF、DT型刚性凸缘联轴器 287

第七节搅拌轴设计 289

一、搅拌轴计算的力学模型 291

二、按扭转变形计算搅拌轴的轴径 291

三、按临界转速校核搅拌轴的直径 292

四、按强度计算搅拌轴的直径 296

五、按轴封处允许径向位移验算轴径 301

六、搅拌轴支点类型的确定 304

七、减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施 304

八、搅拌轴常用金属材料 305

第八节搅拌轴中间轴承和底轴承选用 306

一、中间轴承 306

二、底轴承 306

参考文献 309

第一节轴封的类型 310

一、轴封的类型和特点 310

第十章轴封的选用 310

二、轴封功率损耗的近似计算 312

第二节填料密封选用 313

一、密封用填料 313

二、填料腔的结构设计 316

三、搅拌设备填料密封的选用原则 318

四、标准填料密封的选用 319

第三节机械密封选用 333

一、机械密封的分类 333

二、机械密封结构选型原则 336

三、标准机械密封的选用 337

四、中压机械密封 343

五、机械密封辅助系统的选用 345

第十一章磁力传动搅拌设备 353

第一节概述 353

一、磁力传动搅拌设备简介 353

二、国内外磁力传动搅拌设备技术进展 354

第二节结构与材料 355

一、磁力传动搅拌设备的工作原理和结构 355

二、磁力传动搅拌设备主要零部件的材料 357

三、最大传递扭矩计算 370

四、影响驱动力矩的因素 373

一、与磁钢有关的一些特性 375

第三节磁力传动搅拌设备的特点 375

二、磁力传动搅拌设备的优点 376

三、磁力传动搅拌设备的缺点 376

四、磁力传动搅拌设备的操作要求 377

第四节磁力传动搅拌设备的选用 377

参考文献 379

第二篇 混合设备的选用 383

第十二章 混合设备的分类与选型基本原则 383

第一节概述 383

一、固体粒子 383

三、固体混合的影响因素 384

二、固体混合 384

四、混合过程机理 385

五、混合度 386

第二节混合设备的分类 387

第三节混合设备选型的基本原则 389

一、根据过程的要求进行选型 389

二、根据混合物的质量要求选型 391

三、根据混合费用选型 391

第四节 固体混合设备的功率消耗与放大 393

一、功率计算 393

二、混合设备的放大 395

参考文献 396

第十三章容器回转型混合设备 397

第一节基本性能参数 397

一、最佳速度的确定 397

二、装料系数 398

三、混合设备消耗功率的近似计算式 398

第二节V型混合设备 399

一、V型混合设备的工作原理及结构 399

二、V型混合设备的应用范围 399

三、V型混合设备的主要参数 399

一、双重圆锥式混合设备的工作原理及结构 400

第三节双重圆锥式混合设备 400

二、双重圆锥式混合设备的应用范围 402

第四节滚筒式混合设备 403

一、滚筒式混合设备的工作原理及结构 403

二、滚筒式混合设备的应用范围 404

三、主要参数 405

第五节正立方体混合设备 405

一、正立方体混合设备的工作原理及结构 405

二、正立方体混合设备的应用范围 406

第六节其他型式的混合设备 406

一、摇滚式混合设备 406

二、三维运动式混合设备 408

参考文献 411

第十四章容器固定型混合设备 412

第一节螺带式混合设备 412

一、螺带式混合设备的结构 413

二、螺带式混合设备的应用范围 415

三、规格和主要参数 416

第二节犁刀式混合设备 417

一、犁刀式混合设备的工作原理与结构 418

二、犁刀式混合设备的应用范围 419

三、规格及主要参数 419

一、瞬间失重粒子混合设备的工作原理与结构 420

第三节瞬间失重粒子混合设备 420

二、瞬间失重粒子混合设备的应用范围 421

三、规格与主要参数 422

第四节行星锥形混合设备 422

一、行星锥形混合设备的工作原理与结构 423

二、行星锥形混合设备的特点 427

三、行星锥形混合设备的应用 428

四、行星锥形混合设备的型号及规格 428

第五节研磨设备 430

一、滚轮混合设备 430

二、新型卧式珠磨机 431

第六节转子混合设备 432

一、双转子混合设备 432

二、单转子混合设备 433

参考文献 433

第十五章非回转式混合设备 434

第一节静态混合器 434

一、静态混合器的混合机理与分类 436

二、静态混合器的结构 436

三、静态混合器的技术参数 437

四、静态混合器的性能与特点 439

五、静态混合器主要技术参数的确定 441

六、静态混合器初选数据 444

七、静态混合器安装型式与应用注意事项 444

八、应用 445

九、静态混合器应用实例试算 447

十、静态混合技术进展概述 448

第二节气流搅拌装置 449

一、鼓泡槽 450

二、锥形料浆槽 452

第三节射流混合器 454

一、射流混合 454

二、喷射式混合器 456

第四节管道混合装置 459

一、动态管道混合装置 460

二、三通混合元件 465

三、挡板式混合器 465

四、孔板式混合器 466

第五节气力式混合器 469

一、外管重力式气力混合器 469

二、内管重力式气力混合器 470

三、旋管重力式气力混合器 470

四、脉冲旋流式气力混合器 470

参考文献 471

一、小型混合器 472

第十六章捏合设备 472

第一节间歇式捏合设备 472

二、双臂捏合机 473

三、开炼机 475

四、密炼机 477

第二节连续式捏合设备 480

一、单螺杆挤出机 480

二、双螺杆挤出机 481

三、Buss-Kneader捏合机 483

四、M-P型捏合机 485

六、FCM混炼机 486

五、ZSK双螺旋捏合机 486

七、CONTERNA连续捏合机 488

八、新型卧式双轴搅拌设备 488

九、MD系列连续混炼机 489

参考文献 490

第三篇搅拌设备的采购、制造、检验及运行 493

第十七章搅拌设备的采购、制造、检验及运行 493

第一节搅拌设备的采购 493

第二节搅拌设备的制造与检验 496

一、搅拌容器制造和检验 496

二、搅拌机制造和检验 497

三、搅拌设备试运转和检验 498

第三节搅拌设备的运行特性 499

第四节故障分析与处理 499

参考文献 501

附录A常用单位换算表 502

附录B化工常用数学公式 506

一、常用图形的面积及体积 506

二、化工常用数学公式 509

附录C常见流体的黏度 513

一、液体的黏度 513

二、气体的黏度 514