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摘 要

化工、制药、轻工等行业中的反应操作中，反应介质的粘度是随着反应进程而变化，粘度变化范围在几厘泊到几千厘泊，因此反应过程对搅拌器的要求不仅要有良好的混合性能，而且能对物料提供足够大的剪切力，同时为了能满足好氧微生物对氧的需求，还需要搅拌器有很好的传氧能力，传统搅拌器往往不能很好的满足上述要求。

本文设计了一种新的带锯齿和圆盘的搅拌器，并采用实验的方法对其性能进行了研究。该新型搅拌器的设计是在前人的搅拌器设计基础上，并结合了一定的流体力学知识进行设计的。在对其性能评价的实验中选择了圆盘六直叶搅拌器（DT-6）和圆盘六不对称抛物线搅拌器（BT-6）与其进行对比，因为本新型搅拌器是在不对称抛物线搅拌器基础上进行设计的，其叶片面积更大，但搅拌器直径与另外两种相同，所以其功率消耗比六不对称抛物线搅拌器大是正常现象；从对比中可以看到，新型搅拌器的功率特性、气液分散特性、混合特性和传质特性都明显优于六直叶搅拌器，显示出了一定的优越性。

关键词：新型搅拌器 设计 功率 混合 传质

The design of the new impeller which applied to high viscosity and high aerobic fermentation and its performance evaluation

Abstract

The response operation in chemical industry, pharmaceutical, light industry, etc.Reaction medium viscosity changes with the reaction process. Viscosity change range in a couple of mPa.s to several Pa. S. So the reaction process requirement for agitator should not only have good mixing performance. And can provide enough shear stress for the material, at the same time in order to meet the needs of aerobic microorganisms for oxygen, also need to blender has good oxygen transfer ability of traditional mixer can not be very good to meet above requirement.

This paper designs a new band saw and disk agitator, and adopt the method of experiment on its performance were studied. The new type mixer is designed on the basis of predecessors' agitator design, and connecting with the design of a certain knowledge of fluid mechanics. In performance evaluation of the experimental chose six straight blade disc mixer (DT - 6) and six disc asymmetric parabola mixer (BT - 6) instead of comparing, because this new type of mixer is based on asymmetric parabolic blender, its leaf area is larger, but the agitator diameter is the same as the other two, so its power consumption is bigger than six asymmetric parabolic blender is a normal phenomenon; Can be seen from the comparison, the power characteristics of new type mixer, gas-liquid dispersion characteristics, mixing and mass transfer characteristics are obviously better than six straight blade blender, showed certain advantages.

Key words: new type agitator design power mixing mass transfer

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1设计依据 1

1.2指导思想 1

1.3设计要求 1

1.4设计范围 1

1.5设计目标 2

第二章 搅拌器概述 3

2.1 课题背景 3

2.1.1 搅拌设备的操作目的 3

2.2 国内外搅拌器研究现状 4

2.2.1 新型轴向流搅拌器 5

2.2.2 新型径向流搅拌器 7

2.2.3 宽粘度域搅拌国内外研究现状及水平 8

2.3 中高粘度反应釜设计面临的问题 10

2.4 课题主要研究内容 10

第三章 搅拌器设计 12

3.1 背景技术 12

3.2 设计思想 13

3.3 搅拌器结构 14

3.4 搅拌器的应用 14

第四章 搅拌器性能研究方法 15

4.1 气含率 15

4.11体积膨胀法 15

4.12衰减法 15

4.13层析成像技术 16

4.14双电导探针法 16

4.15压差法 16

4.2 混合时间测定 18

4.3 功率的计算 18

4.4 KLa测定 19

4.4.1 碘量法 19

4.4.2动态法 21

第五章 实验部分 23

5.1 实验目的 23

5.2 实验装置和材料 23

5.3 参数检测方法 24

5.3.1 搅拌轴功耗测定方法 24

5.3.2 总体气含率测定方法 25

第六章 实验结果及讨论分析 27

6.1 功率特性 27

6.2 气液分散性能 28

6.3 混合性能 30

6.4 传质性能 31

第七章 结论与展望 34

7.1 结论 34

7.2 展望 34

参考文献 35

致谢 37

第一章 绪论

1.1设计依据

南京工业大学生物与制药工程学院下达的毕业设计书。

1.2指导思想

生物技术产业化装置是由若干个单元设备以系统的、合理的方式组织起来的整体。过程设计依据生物工艺条件，选择适当的原料，确定合理的经济和有效的安全途径，使之生产出符合质量标准的生物产品。

1.3设计要求

（1）生物产品的数量和质量指标。

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