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

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

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

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.

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/

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

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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


Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Спасибо большое.

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



Спасибо!

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

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.

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 ?

Вам придется изучать теорию. Повторно рекомендую
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Дальше самостоятельно.

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

Асинхронный двигатель насоса говорят и пишут 3000 об/мин, а по факту чаще 2960 об/мин, то есть ниже на величину скольжения.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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