1 攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率
攪拌時(shí)，以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的攪拌器將對(duì)液體做功，并使之發(fā)生流動(dòng)，這時(shí)為使攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的功率稱(chēng)為攪拌器功率，其大小與攪拌器的幾何參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、攪拌釜的結(jié)構(gòu)尺寸及物料的物性參數(shù)等密切相關(guān)。此攪拌器功率不包括機(jī)械傳動(dòng)和軸封所消耗的動(dòng)力。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，須兼顧系統(tǒng)傳動(dòng)效率。
生產(chǎn)時(shí)，不同的攪拌過(guò)程、不同的物性及物料量在完成其過(guò)程時(shí)所需的動(dòng)力不同，這個(gè)動(dòng)力的大小是被攪拌介質(zhì)的物理、化學(xué)性能以及各種攪拌過(guò)程所要求的最終結(jié)果的函數(shù)。習(xí)慣上把攪拌器使攪拌釜中的液體以最佳方式完成攪拌過(guò)程所需要的功率稱(chēng)為攪拌作業(yè)功率。
理想狀況是，攪拌器功率剛好等于攪拌作業(yè)功率，使攪拌過(guò)程以最佳方式完成。攪拌器功率小于攪拌作業(yè)功率時(shí)，過(guò)程可能無(wú)法完成，也可能拖長(zhǎng)操作時(shí)間；而過(guò)分大于時(shí)，只能是浪費(fèi)動(dòng)力。
2 攪拌器功率的影響因素及計(jì)算
計(jì)算攪拌器功率的目的，一是用于設(shè)計(jì)或校核攪拌器和攪拌軸的強(qiáng)度和剛度，二是用于選擇電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)等傳動(dòng)裝置。影響攪拌器功率的因素很多，主要有幾何因素和物理因素兩大類(lèi)，包括以下四個(gè)方面：
①攪拌器的幾何尺寸與轉(zhuǎn)速：攪拌器直徑、槳葉寬度、槳葉傾斜角、轉(zhuǎn)速、單個(gè)攪拌器葉片數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等。
②攪拌容器的結(jié)構(gòu)：容器內(nèi)徑、液面高度、擋板數(shù)、擋板寬度、導(dǎo)流筒的尺寸等。
③攪拌介質(zhì)的特性：液體的密度、黏度。
④重力加速度。
上述影響因素綜合起來(lái)可用下式關(guān)聯(lián)：
式中：
B-槳葉寬度，m；
d-攪拌器直徑，m；
D-攪拌容器內(nèi)直徑，m；
Fr-弗魯?shù)聰?shù)，F(xiàn)r=N2d/g ；
H-液面高度，m；
K-系數(shù)；
N-攪拌轉(zhuǎn)速，s-1；
NP-功率準(zhǔn)數(shù)，無(wú)量綱；
P-攪拌功率，W；
r，q-指數(shù)；
Re-雷諾數(shù)，Re=d2Nρ/μ；
ρ-密度，kg/m3；
μ-黏度，Pa·s。
一般情況下，弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)Fr的影響較小，而容器內(nèi)徑D、擋板寬度b等幾何參數(shù)可歸結(jié)到系數(shù)K。由式（11-6）得攪拌器功率P為：
上式中ρ、N、d為已知數(shù)，故計(jì)算攪拌器功率的關(guān)鍵是求得功率準(zhǔn)數(shù)NP。在特定的攪拌裝置上，可以測(cè)得功率準(zhǔn)數(shù)NP與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。將此關(guān)系繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上即得功率曲線。圖11-10為六種攪拌器的功率曲線。由圖可知，功率準(zhǔn)數(shù)NP隨雷諾數(shù)Re變化。在低雷諾數(shù)（Re≤10）的層流區(qū)內(nèi)，流體不會(huì)打旋，重力影響可忽略，功率曲線為斜率-1的直線；當(dāng)10≤Re≤10000時(shí)為過(guò)渡流區(qū)，功率曲線為一下凹曲線；當(dāng)Re>10000時(shí)，流動(dòng)進(jìn)入充分湍流區(qū)，功率曲線呈一水平直線，即NP與Re無(wú)關(guān)，保持不變。用式（11-7）計(jì)算攪拌器功率時(shí)，功率準(zhǔn)數(shù)NP可直接從圖11-10查得。
3 攪拌作業(yè)功率
是攪拌混合過(guò)程最佳時(shí)所需要的功率，而實(shí)際生產(chǎn)中最佳狀態(tài)有時(shí)很難獲取。因此，通常結(jié)合具體的攪拌過(guò)程和確定的攪拌器類(lèi)型，借助日常生產(chǎn)或一些小型試驗(yàn)來(lái)獲取功率數(shù)據(jù)，并以此作為攪拌作業(yè)功率的參考，進(jìn)一步去確定能滿(mǎn)足這一功率要求的攪拌器尺寸與運(yùn)行參數(shù)。
（1）單位體積平均攪拌功率的推薦值
單位體積物料的平均攪拌功率的大小，常用來(lái)反映攪拌的難易程度。對(duì)同一種攪拌過(guò)程，取單位體積物料的平均攪拌功率也是一個(gè)常用的比例放大準(zhǔn)則。
對(duì)于Re>10?的湍流區(qū)操作的下述過(guò)程，液體單位體積的平均攪拌功率推薦值見(jiàn)表11-8。
表11-8不同攪拌種類(lèi)液體單位體積的平均攪拌功率
注：1Hp = 735.499 W。
（2）攪拌作業(yè)功率的算圖
如圖11-11所示，算圖依據(jù)攪拌過(guò)程的種類(lèi)以及物料量、物性參數(shù)來(lái)確定攪拌作業(yè)功率。將液體容積與液體黏度連線，交于參考線Ⅰ上某點(diǎn)，再將該點(diǎn)與液體相對(duì)密度連線，交于參考線Ⅱ上某點(diǎn)，之后將該點(diǎn)與某一操作連線，交于攪拌功率線上某點(diǎn)，即可由此確定該過(guò)程的攪拌作業(yè)功率。
