УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАЛООБЪЁМНЫЕ РОТОРНО-ДИСКОВЫЕ СМЕСИТЕЛИ

Доктор технических наук, профессор Шулаев Н.С.

Малообъёмный роторный смеситель а) и вариант исполнения его перфорированного диска б)

а) б)

1 – загрузочный патрубок, 2 - разгрузочный патрубок, 3 - неподвижный цилиндрический корпус,

4 - перфорированные диски, 5 – регулирующее устройство

2

Схема движения жидкости в зазоре между двумя дисками малообъёмного роторного смесителя

1 – неподвижный диск, 2 – вращающийся диск

3

• ;

Составляющие скорости и , м/с

где G - массовый расход обрабатываемой смеси, кг/с; ρ - плотность смеси, кг/м3; n - число отверстий на диске;

Sотв - площадь каждого отверстия диска, м2;

ω - угловая скорость вала, с-1; RД - радиус диска, м; RВ - радиус вала, м. h - величина зазора между подвижным и неподвижным диском, м. μ - динамический коэффициент вязкости, Па·с.

4zv v

отвz nS

G

1

1

( 1) ;( 1)

z

h

ere

(0 , )В Дz h R r R

1z

• ;

Графические зависимости для скорости

График зависимости от r График зависимости от z

5v

• ;

Диссипируемая мощность N, Вт

(1)

(2)

(3)

6

2( )N rdr d dzz

2 4 4

Re

( )Re4 (1 )z

Д Вz R RN

h e

Re zz

h

• ;

Мощность, затрачиваемая на транспортировку обрабатываемой среды через аппарат Nт , Вт

где rj - расстояние от центра вала до центра j отверстия диска (1≤ j ≤ n)

7

2 2 23 2

1

( )( )

2 2

nД B

Т jjотв

R RG GN rnS n

• ;

Суммарная мощность для многоступенчатого малообъёмного

роторного смесителя , Вт

где i - число ступеней (зазоров) между неподвижными и вращающимися дисками, 1≤i≤k;

ni - число отверстий i диска;

Sотвi - площадь отверстия i диска, м2;

hi - величина зазора между дисками i ступени, м.

8

N

32 4 4 2 2 22

Re1 1 1

( ) ( )Re4 (1 ) 2 2

i

zi

i

nk kД В Д Bzi

ji i ji i отв i

R R R RG GN rh e n S n

• ;

Экспериментальная установка для исследования энергетических

характеристик малообъёмных роторных смесителей

1 – ёмкость; 2 – насос; 3 - роторный дезинтегратор-смеситель; 4,5 - патрубок ввода и вывода среды; 6 - устройство изменения величины зазора; 7 – электродвигатель; 8 - частотный преобразователь;

9 – термопара; 10 - расходомер; 11 – манометр, 12.1-12.3 – краны.

9

• ;

Графики теоретических и экспериментальных зависимостей

потребляемой мощности от числа оборотов вала

1 т – теоретические (расчётные) значения при h1=h3=1·10-3 м, h2=9·10-3 м, 1 э – экспериментальные значения при h1=h3=1·10-3 м, h2=9·10-3 м,

2 т – теоретические (расчётные) значения при h1=h3=2·10-3 м, h2=8·10-3 м, 2 э – экспериментальные значения при h1=h3=2·10-3 м, h2=8·10-3 м,

3 т – теоретические (расчётные) значения при h1=h3=4·10-3 м, h2=6·10-3 м,3 э – экспериментальные значения при h1=h3=4·10-3 м, h2=6·10-3 м.

10

• ;

Консольный роторно-дисковый смеситель 11

1, 2 - загрузочный и разгрузочный патрубок, 3 –корпус, 4,5 – диски, 6 - вал