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攪拌設備(簡體書)
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商品簡介

本書介紹了均相攪拌混合與非均相攪拌混合原理,攪拌槳葉的選型、放大與新技術,攪拌器與攪拌罐的設計、製造和檢驗,以及大量的工程設計案例,力求攪拌原理和工業設計密切融合,同時反映攪拌設備當前的先進技術。闡述了抗生素原料藥裝置、生物質(厭氧發酵)能源裝置、精對苯二甲酸裝置、聚氯乙烯裝置、聚乙烯裝置、聚丙烯裝置、ABS裝置、乙丙橡膠裝置、丁基橡膠裝置、燒鹼裝置、鈦白粉裝置、濕法冶金裝置、磷酸磷銨裝置、煤化工固定床加壓氣化裝置、氣流床水煤漿氣化裝置、煤化工氣流床氣化裝置灰水處理、煤制乙二醇裝置等裝置用攪拌器,內容來源於工程公司設計或總包的工業裝置。本書還介紹了攪拌器的採購、工程技術規定和數據表,攪拌器的安裝、試運行和驗收。
本書對工程公司(設計院)、製造和使用單位的攪拌專業有關人員有較大的指導意義,可供從事攪拌專業的工程技術人員和高等院校的師生參考。

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《攪拌設備》是一本大型的設計選型類工具書。本書介紹了均相混合與非均相分散原理,攪拌槳葉的選型、放大與新技術,攪拌器與攪拌罐的設計、製造和檢驗,以及大量的工程設計案例,力求攪拌原理和工業設計密切融合、同時反映攪拌設備當前先進技術。本書還介紹了包括抗生素原料藥裝置、生物質(厭氧發酵)能源裝置、精對苯二甲酸裝置、聚氯乙烯裝置、聚乙烯裝置、聚丙烯裝置、ABS裝置、乙丙橡膠裝置、丁基橡膠裝置、燒鹼裝置、鈦白粉裝置、濕法冶金裝置、磷酸磷銨裝置、煤化工固定床加壓氣化裝置、氣流床水煤漿氣化裝置、煤化工氣流床氣化裝置灰水處理、煤制乙二醇裝置等裝置用攪拌器以及攪拌器的採購、工程技術規定和數據表,攪拌器的安裝、試運行和驗收。本書對工程公司(設計院)、製造和使用單位的攪拌專業有關人員有較大的指導意義,也可供從事攪拌專業的工程技術人員和高等院校的師生參考。

目次

第1章 緒論



第2章 攪拌過程與攪拌器選型

2.1 概述 / 4

2.2 攪拌過程分類以及對攪拌的要求 / 5

2.2.1 互溶液體的攪拌 / 5

2.2.2 不互溶液體的攪拌 / 5

2.2.3 固-液相的攪拌 / 6

2.2.4 氣-液相的攪拌 / 7

2.2.5 高黏流體的攪拌 / 8

2.3 攪拌物料與流變特性 / 8

2.3.1 牛頓型流體 / 9

2.3.2 非牛頓型流體 / 9

2.4 攪拌器特性與攪拌操作目的 / 10

2.4.1 攪拌器與流動狀態 / 11

2.4.2 攪拌器的排出性能、剪切性能與混合性能 / 15

2.4.3 攪拌器性能與槽徑的幾何關係 / 19

2.4.4 攪拌操作的目的 / 21

2.5 攪拌器的選型 / 22

2.5.1 典型攪拌器的型式 / 23

2.5.2 新型攪拌器及其應用 / 32

2.5.3 攪拌附件 / 39

2.5.4 攪拌器型式的選擇原則 / 42

2.6 攪拌裝置的安裝型式 / 46

2.6.1 立式容器中心攪拌 / 46

2.6.2 偏心式攪拌 / 46

2.6.3 傾斜式攪拌 / 47

2.6.4 底入式攪拌 / 47

2.6.5 臥式容器攪拌 / 48

2.6.6 臥式雙軸攪拌 / 48

2.6.7 側入式攪拌 / 49

2.6.8 組合式攪拌 / 50

2.6.9 管道式攪拌 / 50

參考文獻 / 51



第3章 均相攪拌混合

3.1 攪拌功率 / 53

3.1.1 概述 / 53

3.1.2 攪拌功率特徵數的定義 / 54

3.1.3 算圖法計算功率N p / 55

3.1.4 計算攪拌功率用的公式 / 62

3.2 流動混合 / 82

3.2.1 概述 / 82

3.2.2 循環次數和翻轉次數 / 84

3.2.3 混合速率和混合效率 / 84

3.2.4 湍流域多層葉輪的混合 / 87

3.2.5 新型寬黏度域攪拌器的混合速率 / 88

3.3 攪拌傳熱 / 89

3.3.1 概述 / 89

3.3.2 熱載體側的表面傳熱係數 / 90

3.3.3 被攪液側的表面傳熱係數 / 95

3.3.4 高黏度流體的刮壁式傳熱 / 104

3.3.5 一些常用的傳熱數據 / 110

3.4 攪拌脫揮 / 112

3.4.1 臥式攪拌脫揮設備 / 113

3.4.2 刮板薄膜脫揮器 / 115

3.4.3 攪拌脫揮的技術比較 / 118

參考文獻 / 119



第4章 非均相攪拌混合

4.1 固液懸浮 / 122

4.1.1 過程特徵 / 122

4.1.2 攪拌設備選擇 / 124

4.1.3 攪拌器的工藝設計 / 125

4.1.4 帶導流筒的攪拌釜 / 128

4.1.5 固液傳質 / 130

4.2 液液分散 / 130

4.2.1 過程特徵 / 130

4.2.2 液液攪拌釜的分散特性 / 131

4.2.3 液液分散攪拌功率計算 / 133

4.2.4 槳型選擇與釜體結構 / 135

4.3 氣液分散 / 136

4.3.1 過程特徵 / 136

4.3.2 氣液攪拌釜的分散特性 / 137

4.3.3 氣液攪拌釜的傳質特性 / 140

4.3.4 通氣狀態攪拌功率計算 / 141

4.3.5 攪拌器型式的選擇 / 145

4.4 氣液固三相混合 / 145

4.4.1 過程特徵 / 145

4.4.2 氣液固三相攪拌釜的混合特性 / 146

4.4.3 氣液固三相攪拌釜的傳質特性 / 148

4.4.4 攪拌槳的選型 / 150

4.5 粉體混合 / 150

4.5.1 粉體混合的過程特點 / 150

4.5.2 粉體基本物理量的表徵 / 151

4.5.3 粉體混合設備的選擇及設計 / 156

參考文獻 / 162



第5章 攪拌混合設計新技術

5.1 流場測量技術 / 166

5.1.1 粒子圖像測速技術 / 166

5.1.2 激光誘導熒光技術 / 175

5.2 攪拌釜的CFD 模擬 / 182

5.2.1 攪拌釜的CFD 方法 / 182

5.2.2 動量傳遞特性的CFD 模擬 / 183

5.2.3 熱量傳遞特性的CFD 模擬 / 186

5.2.4 質量傳遞特性的CFD 模擬 / 187

5.2.5 化學反應的CFD模擬 / 189

5.3 流固耦合 / 190

5.3.1 攪拌槽內流固耦合簡介 / 190

5.3.2 流固耦合方法的原理和實施 / 191

5.3.3 流固耦合的研究進展 / 193

5.3.4 流固耦合的研究展望 / 198

參考文獻 / 198



第6章 攪拌設備的放大技術

6.1 放大設計的基本原則 / 202

6.2 幾何相似放大法 / 203

6.2.1 方法概要 / 203

6.2.2 不同攪拌目的時的放大準則 / 203

6.2.3 採用不同放大準則時混合參數的變化規律 / 205

6.2.4 採用不同放大準則時傳熱係數的變化規律 / 206

6.2.5 由實驗確定幾何相似放大準則 / 207

6.2.6 按整體流速設計互溶液體的混合設備 / 208

6.3 非幾何相似放大法 / 208

6.3.1 方法概要 / 208

6.3.2 攪拌式聚合反應器的非幾何相似放大實例 / 209

6.3.3 非幾何相似放大法的技術要點 / 214

參考文獻 / 217



第7章 攪拌槳與攪拌軸的設計

7.1 攪拌槳的設計 / 218

7.1.1 攪拌槳的結構 / 218

7.1.2 攪拌槳的強度計算 / 225

7.2 攪拌軸的設計 / 234

7.2.1 攪拌軸載荷分析 / 234

7.2.2 攪拌軸的強度計算 / 236

7.2.3 攪拌軸的撓度及剛度計算 / 247

7.2.4 有關強度和剛度的一些設計問題補充 / 249

7.2.5 臨界轉速 / 250

參考文獻 / 271



第8章 驅動裝置

8.1 驅動方式及選型 / 272

8.1.1 減速機的選擇 / 273

8.1.2 聯軸器 / 276

8.2 機架與軸承 / 278

8.2.1 機架 / 278

8.2.2 中間軸承及底軸承 / 280

8.3 磁力傳動器 / 282

8.3.1 磁力傳動器的工作原理 / 283

8.3.2 磁力傳動器的結構 / 283

8.3.3 磁轉矩計算 / 285

8.3.4 磁力傳動器的技術特點 / 286

8.3.5 磁力傳動器的設計步驟 / 287

8.4 電機 / 287

8.4.1 電機的類型 / 287

8.4.2 電機選用的主要依據 / 288

8.4.3 電機額定功率 / 288

8.4.4 電機的防護等級 / 290

8.4.5 爆炸性危險環境電機的選擇 / 291

8.4.6 電機的絕緣等級 / 295

8.4.7 電機的安裝結構型式 / 295

8.4.8 電機的能效等級 / 296

參考文獻 / 296



第9章 軸封

9.1 填料密封 / 297

9.1.1 填料密封的原理 / 297

9.1.2 填料密封的結構 / 297

9.1.3 填料及潤滑和裝填 / 298

9.1.4 釜用填料密封的設計選型 / 300

9.2 機械密封 / 302

9.2.1 機械密封的原理 / 302

9.2.2 機械密封的分類及特點 / 303

9.2.3 機械密封選用基本原則 / 306

9.2.4 攪拌器用機械密封洩漏量、檢驗及安裝標準 / 307

9.3 常用攪拌器用機械密封輔助系統選用 / 309

9.3.1 概述 / 309

9.3.2 系統方案介紹 / 309

9.3.3 附注 / 312

參考文獻 / 313



第10章 攪拌罐結構設計

10.1 罐體的尺寸確定及結構選型 / 314

10.1.1 罐體的長徑比和裝料量 / 314

10.1.2 攪拌罐結構選型 / 316

10.2 頂蓋的結構及強度計算 / 319

10.2.1 頂蓋 / 319

10.2.2 底座結構 / 320

10.3 傳熱部件的結構及強度計算 / 321

10.3.1 夾套 / 321

10.3.2 蛇管 / 333

10.4 工藝接管及觀測部件 / 336

10.4.1 加料管 / 336

10.4.2 壓出管 / 337

10.4.3 卸料管 / 338

10.4.4 溫度計套管 / 338

10.4.5 保溫視鏡 / 338

10.4.6 保溫接管 / 339

參考文獻 / 340



第11章 典型工業裝置用攪拌器

11.1 抗生素原料藥裝置用攪拌器 / 341

11.1.1 抗生素原料藥生產工藝 / 341

11.1.2 發酵罐攪拌 / 342

11.1.3 結晶罐攪拌 / 344

11.2 生物質(厭氧發酵)裝置用攪拌器 / 346

11.2.1 工藝流程 / 346

11.2.2 纖維素乙醇(SHF工藝) 裝置用攪拌器概要 / 347

11.2.3 攪拌器的特點和選用 / 348

11.3 精對苯二甲酸裝置用攪拌器 / 350

11.3.1 INVISTA工藝流程 / 350

11.3.2 INVISTA工藝裝置用攪拌器概要 / 351

11.3.3 INVISTA工藝攪拌器的特點和選用 / 352

11.3.4 AMOCO工藝技術氧化反應器、結晶器及攪拌器結構 / 354

11.3.5 MPC工藝技術氧化反應器及攪拌器結構 / 355

11.3.6 三家工藝技術氧化反應器及其攪拌器比較 / 355

11.4 聚氯乙烯裝置用攪拌器 / 356

11.4.1 PVC懸浮法聚合用攪拌器 / 356

11.4.2 PVC糊樹脂聚合用攪拌器 / 361

11.4.3 PVC本體法聚合用攪拌器 / 362

11.4.4 PVC攪拌聚合釜的通用標準 / 363

11.5 聚乙烯裝置用攪拌器 / 363

11.5.1 淤漿法CX工藝裝置用攪拌器 / 364

11.5.2 氣相法Unipol工藝裝置用攪拌器 / 367

11.6 聚丙烯裝置用攪拌器 / 370

11.6.1 聚丙烯(PP)裝置工藝流程 / 370

11.6.2 聚丙烯(PP)裝置用攪拌器概要 / 372

11.6.3 聚丙烯(PP)裝置用攪拌器的特點 / 372

11.6.4 聚丙烯(PP)裝置典型攪拌器的特點及選型 / 373

11.7 ABS裝置用攪拌器 / 378

11.7.1 工藝流程 / 378

11.7.2 ABS裝置用攪拌器概要 / 378

11.7.3 攪拌器的特點和選用 / 379

11.8 乙丙橡膠裝置用攪拌器 / 382

11.8.1 工藝流程 / 382

11.8.2 裝置主要攪拌器概要 / 383

11.8.3 攪拌器的特點和選用 / 384

11.9 丁基橡膠裝置用攪拌器 / 388

11.9.1 工藝流程 / 388

11.9.2 丁基橡膠裝置用攪拌器概要 / 389

11.9.3 攪拌器的特點和選用 / 389

11.10 燒鹼裝置用攪拌器 / 394

11.10.1 燒鹼裝置的工藝流程 / 394

11.10.2 燒鹼裝置用攪拌器概要 / 395

11.10.3 燒鹼裝置用的攪拌器的基本特點 / 397

11.10.4 燒鹼裝置用攪拌器的耐蝕特點 / 398

11.11 鈦白粉裝置用攪拌器 / 399

11.11.1 鈦白粉裝置工藝流程介紹 / 399

11.11.2 硫酸法鈦白粉裝置用攪拌器 / 402

11.11.3 氯化法制鈦白粉裝置用攪拌器 / 406

11.12 濕法冶金裝置用攪拌器 / 410

11.12.1 加壓浸出濕法冶金工藝流程 / 411

11.12.2 濕法冶金裝置用攪拌器概要 / 412

11.12.3 濕法冶金裝置用攪拌器的特點 / 412

11.12.4 濕法冶金裝置用攪拌器的選用 / 413

11.13 磷酸磷銨裝置用攪拌器 / 417

11.13.1 磷酸裝置用攪拌器 / 418

11.13.2 磷銨裝置用攪拌器 / 425

11.14 煤化工固定床加壓氣化裝置用攪拌器 / 428

11.14.1 碎煤加壓氣化爐布煤破黏結裝置 / 429

11.14.2 鹽水製備沉降器 / 431

11.14.3 轉盤萃取塔 / 433

11.14.4 初焦油分離器 / 435

11.15 煤化工氣流床水煤漿氣化裝置用攪拌器 / 436

11.15.1 工藝流程簡介 / 436

11.15.2 裝置用攪拌器概要 / 437

11.15.3 裝置用攪拌器的特點 / 437

11.15.4 裝置用攪拌器的選用 / 437

11.16 煤化工氣流床氣化裝置灰水處理用攪拌器 / 439

11.16.1 灰水處理工藝流程 / 439

11.16.2 結構特點 / 440

11.16.3 攪拌器的選用 / 441

11.17 煤制乙二醇裝置用攪拌器 / 442

11.17.1 煤制乙二醇裝置工藝流程 / 442

11.17.2 乙二醇裝置中攪拌器的應用 / 442

11.17.3 乙二醇裝置中用攪拌器的特點 / 443

11.17.4 乙二醇裝置中用攪拌器的選用 / 444

參考文獻 / 448



第12章 攪拌設備的製造和檢驗

12.1 零部件的加工和檢驗 / 449

12.1.1 軸的加工要求及在各種轉速下的直線度公差 / 449

12.1.2 攪拌器的加工要求和動、靜平衡精度 / 449

12.1.3 填料密封主要零部件的加工要求 / 450

12.2 組裝和試驗 / 451



第13章 攪拌器的採購、安裝、試運行和驗收

13.1 攪拌器的採購 / 452

13.1.1 攪拌器的採購程序 / 452

13.1.2 攪拌器採購程序中的技術工作 / 453

13.2 攪拌器的安裝、試運行和驗收 / 458

13.2.1 攪拌器的安裝 / 458

13.2.2 攪拌器的試運行和驗收 / 460

13.2.3 攪拌器的故障分析和處理 / 465



附 錄

附錄1 單位換算 / 467

附錄2 常見液體的密度 / 469

附錄3 國內部分城市海拔高度和大氣壓力 / 470

附錄4 法蘭標準和公稱壓力等級對照 / 472

附錄5 常用材料牌號對照 / 472

附錄6 配管材料對照 / 474

附錄7 國內主要攪拌器製造廠商通信地址 / 474

附錄8 全國工程建設攪拌聯絡網成員單位 / 475

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