Мощность привода перемешивающего устройства Опции

[Незнайка на Земл...]

Добрый день всем.

Подскажите пожалуйста мощность привода перемешивающего устройства.

Устройство для динамического растворения жидкостей в воде при давлении 10 атм.

Состав среды: вода 95% по массе, жидкие добавки до 5% по массе. Плотность добавок не более 1т/м3.
Температура 20-25*С
Вязкость компонентов можно принять равной вязкости воды.

Главные особенности устройства: герметичная камера смешения малого объема, наличие торцевого уплотнения на валу привода и высокие обороты - 3000 об/мин.

Мешалка - диск с прямыми лопастями по 4 шт с обех сторон.
Угол между лопастями 90.
Внешние кромки всех лопастей совмещены с кромкой диска.
Размер лопастей:150 х 10(можно 5) х 5 мм.
Размер мешалки: диаметр диска 344 мм, толщина диска 5 мм, высота (диск + лопасти с обеих сторон) 15 мм.
Материалл - нержавейка или композит.

Размер камеры смешения: диаметр 530 мм, высота 18 мм.
Материалл - нержавейка.

Зазоры между краями верхних лопастей и крышкой камеры - 1,5 мм.
Зазоры между краями нижних лопастей и днищем камеры - 1,5 мм.

Необходимо определить мощность электродвигателя при 3000 об/мин, который подойдет в качестве привода устройства.
Учитывается: сопротивление трения торцевого уплотнения, сопротивление среды и сопротивление трения среды о стенки, крышку и дно камеры.

Помогите пожалуйста посчитать.

Обращался в специализированные компании производящие такое оборудование - везде отказ.
Думаю это связано с нестандартными условиями - малый объем, давление 10 атм и 3000 об/мин.

Примерный вид:
- вид мешалки внутри камеры смешения (в разрезе)
- примерный вид самой мешалки

Прикрепленные файлы

 Сборка_в_разрезе.pdf ( 1,77 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 9
 Мешалка.pdf ( 145,73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 8

 

[Незнайка на Земл...]

Добрый день всем.

Подскажите пожалуйста мощность привода перемешивающего устройства.

Устройство для динамического растворения жидкостей в воде при давлении 10 атм.

Состав среды: вода 95% по массе, жидкие добавки до 5% по массе. Плотность добавок не более 1т/м3.
Температура 20-25*С
Вязкость компонентов можно принять равной вязкости воды.

Главные особенности устройства: герметичная камера смешения малого объема, наличие торцевого уплотнения на валу привода и высокие обороты - 3000 об/мин.

Мешалка - диск с прямыми лопастями по 4 шт с обех сторон.
Угол между лопастями 90.
Внешние кромки всех лопастей совмещены с кромкой диска.
Размер лопастей:150 х 10(можно 5) х 5 мм.
Размер мешалки: диаметр диска 344 мм, толщина диска 5 мм, высота (диск + лопасти с обеих сторон) 15 мм.
Материалл - нержавейка или композит.

Размер камеры смешения: диаметр 530 мм, высота 18 мм.
Материалл - нержавейка.

Зазоры между краями верхних лопастей и крышкой камеры - 1,5 мм.
Зазоры между краями нижних лопастей и днищем камеры - 1,5 мм.

Необходимо определить мощность электродвигателя при 3000 об/мин, который подойдет в качестве привода устройства.
Учитывается: сопротивление трения торцевого уплотнения, сопротивление среды и сопротивление трения среды о стенки, крышку и дно камеры.

Помогите пожалуйста посчитать.

Обращался в специализированные компании производящие такое оборудование - везде отказ.
Думаю это связано с нестандартными условиями - малый объем, давление 10 атм и 3000 об/мин.

Примерный вид:
- вид мешалки внутри камеры смешения (в разрезе)
- примерный вид самой мешалки

Прикрепленные файлы

 Сборка_в_разрезе.pdf ( 1,77 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 9
 Мешалка.pdf ( 145,73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 8

 

[AI 155]

Как долго будет длиться процесс ?
.........
На мой взгляд это работать не будет.

Сообщение отредактировал AI 155 - 24.7.2024, 10:36

[T-rex]

Работал одно время в конторе, которая помимо строительных проектов ещё и КД делала. В одном проекте Зак просил поменять привода турбофлотаторов с планетарных редукторов на ременную передачу. В общем нужно было ведущий и ведомый шкивы подобрать/сконструировать ну и раму на все это дело. Как-то момент считали, конструктор несколько книг находил. Одна из них Стренк автор вроде

UPD. Глянул на эскиз - да, на мешалку это мало похоже

[Незнайка на Земл...]

Как долго будет длиться процесс ?
.........
На мой взгляд это работать не будет.

Предполагается, что процесс будет непрерывным.

Работал одно время в конторе, которая помимо строительных проектов ещё и КД делала. В одном проекте Зак просил поменять привода турбофлотаторов с планетарных редукторов на ременную передачу. В общем нужно было ведущий и ведомый шкивы подобрать/сконструировать ну и раму на все это дело. Как-то момент считали, конструктор несколько книг находил. Одна из них Стренк автор вроде

UPD. Глянул на эскиз - да, на мешалку это мало похоже

Спасибо

Я так это назвал потому, что предприятие, где я пытался заказать это устройство производят именно перемешивающие устройства - двигатель-вал-рабочее колесо (которое они называют мешалка).

В действительности (и я указал это) речь идет о динамическом растворении жидких компонентов в воде при высоком давлении.
Поэтому - да, вы правы, на мешалку это мало похоже.

Но все отказались при том, что я просил только двигатель-вал-рабочее колесо без рабочей емкости.
А чтобы сделать самому или заказать у "не специалистов" нужно расчитать мощность двигателя и к нему подобрать вал.
Все остальное я уже сделаю сам.

[Аспект]

Добрый день всем.

Подскажите пожалуйста мощность привода перемешивающего устройства.

Устройство для динамического растворения жидкостей в воде при давлении 10 атм.

Состав среды: вода 95% по массе, жидкие добавки до 5% по массе. Плотность добавок не более 1т/м3.
Температура 20-25*С
Вязкость компонентов можно принять равной вязкости воды.

Главные особенности устройства: герметичная камера смешения малого объема, наличие торцевого уплотнения на валу привода и высокие обороты - 3000 об/мин.

Мешалка - диск с прямыми лопастями по 4 шт с обех сторон.
Угол между лопастями 90.
Внешние кромки всех лопастей совмещены с кромкой диска.
Размер лопастей:150 х 10(можно 5) х 5 мм.
Размер мешалки: диаметр диска 344 мм, толщина диска 5 мм, высота (диск + лопасти с обеих сторон) 15 мм.
Материалл - нержавейка или композит.

Размер камеры смешения: диаметр 530 мм, высота 18 мм.
Материалл - нержавейка.

Зазоры между краями верхних лопастей и крышкой камеры - 1,5 мм.
Зазоры между краями нижних лопастей и днищем камеры - 1,5 мм.

Необходимо определить мощность электродвигателя при 3000 об/мин, который подойдет в качестве привода устройства.
Учитывается: сопротивление трения торцевого уплотнения, сопротивление среды и сопротивление трения среды о стенки, крышку и дно камеры.

Помогите пожалуйста посчитать.

Определить мощность электродвигателя можно используя расчет мощности двигателя насоса. В режиме мешалки насос работает при закрытой арматуре на нагнетании. Методик много. Я бы нашел книгу Касаткина "Процессы и аппараты химических производств". Есть и такое - https://electrichelp.ru/raschet-moshhnosti-...gatelya-nasosa/

Сообщение отредактировал Аспект - 27.7.2024, 16:05

[kosmos440o]

Предполагается, что процесс будет непрерывным.



Спасибо

Я так это назвал потому, что предприятие, где я пытался заказать это устройство производят именно перемешивающие устройства - двигатель-вал-рабочее колесо (которое они называют мешалка).

В действительности (и я указал это) речь идет о динамическом растворении жидких компонентов в воде при высоком давлении.
Поэтому - да, вы правы, на мешалку это мало похоже.

Но все отказались при том, что я просил только двигатель-вал-рабочее колесо без рабочей емкости.
А чтобы сделать самому или заказать у "не специалистов" нужно расчитать мощность двигателя и к нему подобрать вал.
Все остальное я уже сделаю сам.

Мощность двигателя не рассчитывают, мощность двигателя подбирают, исходя из сопротивления на валу. Вот его-то и надо считать.

[Аспект]

 Screenshot_2.jpg ( 161,13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11


и далее...
Это отсюда http://www.ncm.unn.ru/files/2015/11/kasatkin.pdf

Мощность двигателя не рассчитывают, мощность двигателя подбирают, исходя из сопротивления на валу. Вот его-то и надо считать.

 Screenshot_3.jpg ( 214,09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10

 Screenshot_4.jpg ( 172,46 килобайт ) Кол-во скачиваний: 5

[Незнайка на Земл...]

Мощность двигателя не рассчитывают, мощность двигателя подбирают, исходя из сопротивления на валу. Вот его-то и надо считать.

Спасибо большое.

Можете подобрать?
Я кажется все данные привел. Или еще какие-то нужны? Я в этом вообще ничего не понимаю.

 Screenshot_2.jpg ( 161,13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11


и далее...
Это отсюда http://www.ncm.unn.ru/files/2015/11/kasatkin.pdf


 Screenshot_3.jpg ( 214,09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10

 Screenshot_4.jpg ( 172,46 килобайт ) Кол-во скачиваний: 5

Спасибо!

С первого захода, пока, ничего не понял.
Придется разбираться.

[инж323]

Читал, пил кофе, курил и смотрел на свой миксер, которым можно в пюре порубить помидоры до кашицы, хотя на этот кухонный комбайн можно и миску штатную поставить и тесто помесить( выбрав другую скорость), да и сок выжать из яблок тех же.
Потыкайте в клаву подбора насосов выбрав иное перемещаемое рабтело, с большей вязкостью, иной плотностью, да и скоростями можно поиграть для выявления фактов для себя могущих прояснить ситуацию с расчетом мощности на валу. Аспект же подсказывал вариант этот с подходом, коль не можете посчитать, то хотя б аналогию какую грамотно подобрать. А можно и попробовать влезть в формулы проги подбора и там обнаружить подсказки.
Хотя лопатки вашей мешалки все одно отсопроматить придется, что б не развались на такой скорости даже без воды и добавок иных. Полагаю справитесь- народ вон бетономешалки\растворомешалки апгрейдит с образованием средним и получается. И слабые места четко понимает имея физики лишь до 9-го класса и созерцание за работой аппаратов. А вручную помесить, так сразу и бережливое отношение к мешалке и знание слабых мест в мешалке их конструктива и этого производителя. Лень- двигатель прогресса.

[Незнайка на Земл...]

Определить мощность электродвигателя можно используя расчет мощности двигателя насоса. В режиме мешалки насос работает при закрытой арматуре на нагнетании. Методик много. Я бы нашел книгу Касаткина "Процессы и аппараты химических производств". Есть и такое - https://electrichelp.ru/raschet-moshhnosti-...gatelya-nasosa/

Формула по этой ссылке не учитывает обороты двигателя.
Я с таким еще не сталкивался.

При том, что в зоне мешалки будет около 4 л воды..

В общем я подставил:
1,4 х 9810 х 0,004 м3/с (хотя такого расода не будет) х 1 м (напор эта штука тоже не создает) / 1000 х 0,6 х 1

Получил мощность 0,092 кВт.

Но это не правильно.

Я сделал копию рабочего колеса из плексигласа.
Закрепил на валу.
Погрузил в емкость с водой (правда ебъем воды больше, чем будет в устройстве - точная копия емкости пока не получилась).
Попробовал раскрутить дрелью.
Скорость замерить нечем, поэтому на глаз.
Дрель 650 Вт на 3000 об/мин раскрутилась не более, чем до 1000 (очень субъективно) и чуть не сгорела.

По ощущениям - по тому как вращалась дрель и с каким усилием (держал ее руками) мощность привода долна быть где-то 2,2 кВт.
Может и больше.

Но.....

Добавил в модель торцевое уплотнение.
Установил правильно, поэтому оно создает то сопротивление, которое будет создавать в устройстве.
Вал 25 мм, но с многогранником на конце для захвата дрелью.
Диаметр многогранника 12 мм.
Замерил силу страгивания с помощью электронных весов - 20 кг (196,2 Н) на диаметре 12 мм.

Получается Момент страгивания - 1,18 Нм

Если применять формулу расчета мощности по крутящему моменту N = M х n / 9550,

N - мощность
M - крутящий момент
n - частота оборотов

то получается, N = 1,18 х 3000 / 9550 = 0,37 кВт

Тоже не стыкуется - дрель 650 Вт - не справляется (аж дымит в руках).

Напомню, что в модели установлено торцевое уплотнение (установлено правильно), т.е. сопротивление трения, которое оно создает уже измерено (входит в эти 20 кг) и учтено в расчете.

Почему такие большие разлеты в цифрах ?
Как все учесть и правильно посчитать ?

[Аспект]

Вам придется изучать теорию. Повторно рекомендую
 Screenshot_4.jpg ( 41,31 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2
 Screenshot_5.jpg ( 164,38 килобайт ) Кол-во скачиваний: 3
 Screenshot_6.jpg ( 176,74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 0
 Screenshot_7.jpg ( 179,75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 0
 Screenshot_8.jpg ( 125,71 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2


Дальше самостоятельно.

[kosmos440o]

3000 оборотов что-то нереальное. Возможно, вода с такой скоростью никогда не крутилась)))
Я попользовался онлайн калькулятором мешалок, он начал материться на 3000, написал, что оптимально 347. Но, к сожалению, в конце вместо ответа вылезло спасибо, мы вам позвоним
Пошукайте типа таких калькуляторов:
https://yandex.ru/search/?text=%D1%80%D0%B0...7-250&lr=63

https://техкалк.рф/mixers.html?ysclid=lz7bqqa115269492834

Сообщение отредактировал kosmos440o - 29.7.2024, 21:30

[Аспект]

3000 оборотов что-то нереальное. Возможно, вода с такой скоростью никогда не крутилась)))

Асинхронный двигатель насоса говорят и пишут 3000 об/мин, а по факту чаще 2960 об/мин, то есть ниже на величину скольжения.
 Screenshot_11.jpg ( 99,62 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4

[Незнайка на Земл...]

Вам придется изучать теорию. Повторно рекомендую
 Screenshot_4.jpg ( 41,31 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2
 Screenshot_5.jpg ( 164,38 килобайт ) Кол-во скачиваний: 3
 Screenshot_6.jpg ( 176,74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 0
 Screenshot_7.jpg ( 179,75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 0
 Screenshot_8.jpg ( 125,71 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2


Дальше самостоятельно.

Еще раз большое спасибо !
Я начал изучать еще по первой ссылке. Просто с ходу не смог разобраться.