5 Выбор привода и уплотнения вала мешалки

5.1 Выбор схемы и определение режима работы перемешивающего устройства

Перемешивание позволяет интенсифицировать различные процессы, происходящие в аппарате (гомогенизация, теплообмен, химическая реакция). Общие технические условия, типы и основные параметры вертикальных аппаратов с механическими перемешивающими устройствами даны в ГОСТ 25167-82, ГОСТ 20680-86Е.

Рисунок 5.1 Схема привода

1 – мешалка, 3 – мотор-редуктор, 7 – стойка, 8 – продольно-разъёмная муфта,

11 – торцовое уплотнение, 14 – корпус аппарата.

Определяем значение критерия Рейнольдса

.

Коэффициент сопротивления  = 8,1.

Расстояние от мешалки до дна аппарата от мешалки до дна аппарата:

h_м = (0,4…1,0)d_м  0,5h_ж;

h_м ≈ (0,4…1,0)800  0,53510;

h_м = 800  1755.

Геометрический параметр

.

5.2 Определение мощности, затрачиваемой на перемешивание и глубины воронки

Коэффициент гидравлического сопротивления:

где z_м = 1 – количество мешалок;

Глубина воронки, образующейся при вращении мешалки, определяется по следующей формуле:

,

где В = 11 – коэффициент [4, c.79].

Так как глубина воронки такова, что "обнажение" мешалки не происходит.

Мощность, затрачиваемая на перемешивание

где K_N = 4 K₁ = 48,10,039 = 1,26 – критерий мощности;

Коэффициент К₁ = 0,039 значение которого находится по графику в зависимости от параметра Е.

5.3 Выбор мотор – редуктора

При определении мощности привода необходимо учитывать перегрузки, возникающие при пуске перемешивающего устройства в аппарате, заполненном жидкостью, потери мощности в уплотнении N_у и потери на трение в подшипниках и передачах. Необходимая мощность электродвигателя может определяться по следующему соотношению и в первом приближении (при N_т = 0) составит:

,

где η_мех = 0,9 – коэффициент полезного действия привода в первом приближении [4, с.75].

По полученному значению мощности и частоте вращения вала выбираем тип мотор – редуктора, его основные размеры и характеристики [4, с.77 – 79]:

Мотор-редуктор МПО (ТУ 2-056-228-84) :

Число ступеней 1;

Габарит 15;

Частота вращения выходного вала 125 об/мин;

Мощность электродвигателя 7,5 кВт;

Исполнение выходного вала Ф1В.

МПО 1 – 15 – 125/7,5 – Ф1В – ТУ 2 – 056 – 228 – 84.

Потери мощности (кВт) в торцевом уплотнении определяются по эмпирической формуле:

,

где d – диаметр вала, м; К – коэффициент, К = 7,2.

5.4 Выбор уплотнения мешалки

Диаметр вала мешалки d = 65 мм.

Необходимая мощность электродвигателя с учётом потерь мощности в торцевом уплотнении:

,

где η_мех = 0,97 – коэффициент полезного действия выбранного привода исходя из табличных данных [4, с.79].

Исходя, из принятой ранее схемы привода и полученной мощности выбираем уплотнение торцовое двойное ТДП – 25.

Рисунок 5.2. Двойное торцовое уплотнение ТДП-25

Двойное торцевое уплотнение ТДП-25 (ТДП-32) состоит из корпуса 1; основания 9; втулки 5, вращение которой передается от вала через водило 6, корпуса 7; встроенного подшипника 4 и пру­жин 8, обеспечивающих контакт неподвижных 4 и подвижных 2 уплотнительных колец, Уплотнение неподвижных колец в корпусе к подвижных на втулке осуществляется всеми круглыми резиновыми кольцами 8.