攪拌功

顧名思義，攪拌功即攪拌器在攪拌材料的時候消耗的能量。可通過平均攪拌功率和攪拌時間的乘積來計算。

基本介紹

• 中文名：攪拌功
• 外文名：Stirring work
• 領域：熱力學
• 影響因素：介質的物性等
• 相關名詞：攪拌功率

簡介

攪拌過程是極其複雜的，乾燥的砂、石和水泥、水混合後，材料的狀態和性質都發生了變化，形成了膠凝結構。因此，長期以來攪拌過程難以定量化，成為工程界遺留的難題之一。實用中，只好採用類比法或經驗公式來選擇攪拌設備的原動機，估計其傳動機構的幾何尺寸。為解決此問題，套用相似理論和量綱分析法，通過試驗研究，可以建立攪拌功率的計算公式。

相似理論是理論和實驗的聯繫紐帶。利用相似理論，可以預先定性地選擇要確定的參數間的無量綱的準則關係式。試驗基於相似理論，可以通過次數大為縮減的有限次試驗，求出相似準則之間的函式關係，得到現象或過程的規律。須注意，這樣的模型試驗結果可推廣到原型上去。因此，相似理論和量綱分析法是研究混凝土的攪拌過程，也是研究工程機械的工作機構與介質相互作用動力學問題的理論

攪拌功率的計算

攪拌機各式各樣，但從定性的理論分析和其參數選擇來看，卻有許多共同之處。它們都有物理的、運動的和幾何的3組基本參數。下面以振動攪拌機為例來論述。

物理參數——混合物密度d，粘性_，剪應力f，彈性模量E，自由落體加速度g，攪拌時間t，攪拌係數b∥(b⊥)，攪拌功率N等。

運動參數——激振器的振幅A和頻率k，攪拌機構的旋轉角速度k0或線速度v0，混合物在攪拌室的移動速度v等。

幾何參數——攪拌筒半徑R，高度H，長度L，葉片的形狀和表示特徵的線性尺寸，激振器的外表面積F，混合室容積V等。

當利用量綱分析法研究振動攪拌過程時，重要的事情也是從描述過程的所有參數中，選擇獨立的基本物理量，其量綱不能通過其他參數量綱的代數變換來獲得。

振動機構、攪拌工作機構的運動和幾何參數影響攪拌過程的動力學特性，此時，不同工作機構、振動機構與混凝土作用原理是不同的。若首先應主要保證混合物在巨觀上層流的對流移動，那么第二位的任務就是在混合物結構—流變特性極大變化狀態下，保證在微觀上的擴散混合。這樣的分析，揭示了過程的物理本質，可簡化準則方程式。

攪拌功率的一般表達式為

選取基本物理量為d、k0，R，可得準則方程式

式中: C、m1、m2、m3、m4均為常數，其值由在實驗中改變A、k、k0、H，通過回歸分析來確定。

令。

則。

(1)當A、k、k0為常數，改變H時，C1、C2、C3均為常數，可得到關係式C0= f(C4)，此時得到

取對數得：

改變加料高度H，確定，然後通過回歸得到相關係數、標準差以及置信區間等。

(2)當k、k0、H為常數，改變振幅A時，C1、C2、C4為常數，可得到關係式C0=f(C3)，此時得到

取對數得：

改變振幅A，確定C3和m3，然後通過回歸得到相關係數以及置信區間等。

3)當A、k0、H為常數，改變振動頻率k時，C1、C3、C4均為常數，可得到關係式C0= f(C2)，此時得到

取對數得：

改變振動圓頻率k，確定C2和m2，，然後通過回歸得到相關係數以及置信區間等。

4)當A、k、H為常數，改變攪拌葉漿的旋轉角速度k0時，C3、C4為常數，C1、C2為變數，此時得到

取對數得：

改變攪拌軸轉速k0，確定C1和m1，然後通過回歸得到相關係數以及置信區間等。

5)確定常數C

其中，

即可求得攪拌功率的表達式。

影響攪拌功率的主要要素

一、攪拌介質的物性，如各介質的密度、液相介質黏度、固體顆粒大小、氣體介質通氣率等。

二、攪拌器的構造和運轉參數，如攪拌器的型式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數量、攪拌器的轉速等。

三、攪拌槽的構造參數，如攪拌槽內徑和高度、有無擋板或導流筒、擋板的寬度和數量、導流筒直徑等。