Khi thiết kế và lựa chọn hệ thống khuấy, cần xem xét các yếu tố về tính chất chất lỏng, mục tiêu khuấy, dung tích bồn, và điều kiện vận hành. Dưới đây là quy trình chi tiết:
1. Xác định yêu cầu và điều kiện đầu vào
Tính chất chất lỏng:
Độ nhớt: Chất lỏng loãng, trung bình, hay nhớt cao.
Mật độ: Tính toán lực cần thiết để khuấy.
Khả năng ăn mòn: Quyết định vật liệu của cánh khuấy và trục.
Dung tích bồn chứa:
Thể tích chất lỏng: Từ vài lít đến vài nghìn lít.
Hình dạng bồn: Bồn trụ đứng, bồn trụ ngang, hay bồn hình hộp.
Mục tiêu khuấy:
Đồng nhất chất lỏng.
Hòa tan các chất rắn hoặc khí.
Phân tán, nhũ hóa, hoặc truyền nhiệt.
Điều kiện vận hành:
Nhiệt độ và áp suất làm việc.
Tốc độ khuấy yêu cầu.
2. Lựa chọn loại cánh khuấy
Tùy theo mục tiêu khuấy và tính chất chất lỏng:
Cánh chân vịt (Propeller):
Dùng cho chất lỏng loãng, cần tạo dòng chảy mạnh.
Tốc độ cao, hiệu quả với các bồn lớn.
Cánh turbine:
Dùng để trộn chất lỏng ở độ nhớt trung bình.
Hiệu quả cho quá trình phân tán khí hoặc hòa tan.
Cánh mái chèo (Paddle):
Phù hợp với chất lỏng nhớt cao hoặc cần khuấy nhẹ nhàng.
Cánh dạng anchor hoặc frame:
Dùng cho chất lỏng có độ nhớt rất cao.
Thường được sử dụng trong các ứng dụng như trộn keo, sơn.
Cánh Rushton:
Hiệu quả cao khi cần trộn khí và chất lỏng.
3. Xác định kích thước và vị trí cánh khuấy
Đường kính cánh khuấy (D):
Tỷ lệ với đường kính bồn (T), thường là D/T=0.3D/T = 0.3D/T=0.3 đến 0.50.50.5.
Chiều cao đặt cánh khuấy:
Cách đáy bồn khoảng 0.3H0.3H0.3H (H là chiều cao chất lỏng trong bồn).
Số tầng cánh khuấy:
Với bồn cao, cần nhiều tầng cánh để đảm bảo trộn đều.
4. Lựa chọn động cơ và truyền động
Loại động cơ:
Động cơ điện: Sử dụng phổ biến, dễ kiểm soát.
Động cơ khí nén hoặc thủy lực: Dùng trong môi trường dễ cháy nổ.
Công suất động cơ (P): Tính toán dựa trên: P=K⋅ρ⋅N3⋅D5P = K \cdot \rho \cdot N^3 \cdot D^5P=K⋅ρ⋅N3⋅D5 Trong đó:
KKK: Hệ số phụ thuộc vào loại cánh khuấy.
ρ\rhoρ: Mật độ chất lỏng.
NNN: Tốc độ quay (vòng/phút).
DDD: Đường kính cánh khuấy.
Truyền động:
Sử dụng hộp giảm tốc để giảm tốc độ quay.
Biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ linh hoạt.
5. Thiết kế trục khuấy
Đường kính trục:
Tính toán để chịu được tải trọng và lực uốn từ cánh khuấy.
Sử dụng vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ.
Chiều dài trục:
Đủ để cánh khuấy đạt đúng vị trí yêu cầu trong bồn.
6. Thiết kế phụ kiện
Vách chắn (Baffles):
Gắn trong bồn để giảm dòng xoáy.
Chiều rộng baffle khoảng T/12T/12T/12.
Đệm kín trục (Seal):
Packing seal: Chi phí thấp, bảo trì đơn giản.
Mechanical seal: Dùng cho hệ thống áp suất cao.
Cảm biến hỗ trợ:
Cảm biến nhiệt độ, áp suất, hoặc pH nếu cần.
7. Lựa chọn vật liệu
Vật liệu bồn:
Thép không gỉ, nhựa, hoặc thép carbon tùy theo tính chất chất lỏng.
Vật liệu cánh khuấy và trục:
Thép không gỉ (inox) cho các ứng dụng chống ăn mòn.
Các hợp kim đặc biệt cho môi trường hóa chất khắc nghiệt.
8. Tối ưu hóa và kiểm tra
Mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics):
Phân tích dòng chảy và hiệu quả khuấy.
Thử nghiệm thực tế:
Đánh giá tốc độ khuấy, đồng nhất, và mức độ tiêu thụ năng lượng.
Chi tiết liên hệ
Số 22/20 Đường số 13, Phường Linh Xuân, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Điện thoại: 0932 913 286
Comments