空心桨叶类搅拌设备输送量的计算

空心桨叶搅拌设备；传热；输送量；计算［作者简介］付黄河1972－，男，河南三门峡人，助理工程师。

空心桨叶类搅拌设备输送量的计算付黄河1，李卫江1.三门峡化工机械有限公司，河南三门峡472000 2.三门峡高新机械有限公司，河南三门峡472000空心桨叶类搅拌设备也称为间接加热搅拌型冷却干燥设备。其特点是在筒体上设置夹套，旋转的轴是空心轴，轴上设置空心桨叶并与空心轴连通，这样既大大提高了单位体积传热面积，又提高了传热效率，是值得推广的冷却干燥设备。

空心桨叶类搅拌设备的工作过程空心桨叶类搅拌设备的传热介质分为冷却型和加热型，以冷却型传热介质为例，其工作过程为见图1：高温物料在筒体上方加入，充满在筒体内夹套面和楔形叶片之间，被低速搅拌，使高温物料与传热面反复有效接触的同时被不断冷却，依次通过楔形叶片的缺口到达出口侧，产品越过溢流堰板排出；冷却载体由旋转轴的一端经旋转接头导入，然后分流到每一个中空楔形冷却叶片内，经热交换后在轴的另一端汇合排出；此外，冷却载体还从筒体夹套的一端进入，在另一端排出。这样使物料接受由楔形旋转叶片和夹套形成的全方位的冷却。

影响空心桨叶类搅拌设备输送量的因素空心桨叶搅拌设备在选型和结构设计时，首先根据热平衡确定传热面积，选定设备的型号。但应用中，经常出现所选设备输送能力不足的问题。其输送量可利用螺旋输送机的计算公式进行估算：式中Q???输送机的输送量，t／h；?螺旋叶的外直径，m；?螺旋轴的转速，r／min；?螺旋叶的螺距，m；?物料的堆密度，t／m?物料在设备内的填充系数；?设备安装的倾斜系数。

由于空心桨叶类搅拌设备的输送量是为传热服务，因而其螺旋结构不完全同于螺旋输送机，对输送量要加以修正。根据空心桨叶在中空轴上的布置结构见图2，结合我们的经验，其修正系数为：式中D???叶片直径，m；设备年月第卷第期磷肥与复肥?叶片体相对轴管轴线的锐夹角°；?相邻两叶片间距，m.

那么空心桨叶设备的修正输送量为：式中Q?修正输送量，t／h；?螺旋轴的数量。

则Q由4式可得出，影响输送能力的因素为：1叶片直径D；2轴管转速N；3叶片的螺距S系数ψ；5设备的安装斜度C；6叶片体相对轴管轴线的锐夹角α；7相邻两叶片间距H.

空心桨叶类搅拌设备输送量的计算实例输送量修正前的计算某厂用1台空心桨叶设备冷却纯碱，工艺要求如下：处理量15 t／h，初始温度200℃，产品温度100℃，介质软水，介质温度常温。

选用设备参数：传热面积A 50 m 2，有效容积直径D 0.9 m，叶片间距H 0.2 m，叶片锐夹角88.5°，设备安装斜度1.5°查得倾斜系数C＝1.1.

设备投入运行后发现，其输送量达不到要求。

套用公式4计算，其中：轻质纯碱；物料在设备内的填充系数取0.85，则输送量为：由计算可见，该设备输送量远小于15 t／h的要求，需要改造修正。

改造修正后，计算其输送量在不改变能耗叶片轴转速不变以及叶片间距不变已焊接的前提下，首先将设备器身部分的安装斜度增加到3°～4°，然后在叶片外圆增加导料筋板，以加大叶片的导程，见图3.

调整后，设备部分结构参数为：叶片直径D 0.95 m，叶片间距H 0.2 m，叶片当量锐夹角87°，设备安装斜度3°查得倾斜系数C＝1.2.

计算设备输送能力［代入公式4］为：改造修正后，设备输送量Q 15 t／h，输送量满足要求。

虽然输送量能够满足要求，但是空心桨叶冷却机还需满足冷却性能要求，所以必须进行热交换效果核算。

取综合传热系数为125.8W／m？℃，核算可否将产品温度冷却到小于100℃。校核结果，输送量为19.9 t／h时，可将物料冷却到97.63℃，而实际的输送量小于19.9 t／h，所以出料温度应低于核算值。

小结在选用此类设备时，不能简单地仅以换热面积作为选择标准，盲目套用，而应根据不同物料的物性和不同的使用工况，进行物料输送量的核算，使设备的换热能力和输送能力协调一致，才能达到设备*佳的使用性能和运行成本。

需要说明，上述计算是我们根据传热和输送方面的理论，结合多年的经验总结的，其修正系数仍不是十分精确，有待进一步探索。

［参考文献］［1］于才渊，王宝和，王喜忠。干燥装置设计手册［M］。北京：化学工业出版社，2005.

［2］干燥设备设计选型与应用实用手册编委会。干燥设备设计选型与应用实用手册［M］。北京：北方工业出版社，2006.

［3］黄石茂。螺旋输送机输送机理及其主要参数的确定［J］。广东造［4］梁庚煌。运输机械手册［M］。北京：化学工业出版社，1983.

年第卷第期磷肥与复肥