文档介绍：发酵罐计算
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一、传热系统计算
1、传热公式的推导
T
热流体平均温度
t
冷流体平均温度
壁温TW
壁温tW
T
t
tW
TW
冷却水拌液体的功率计算
搅拌器所输入搅拌液体的功率取决于下列因素：
搅拌罐直径　D
搅拌器直径d
液体高度　HL
搅拌转速　N
液体粘度 μ
液体密度 ρ
搅拌器形式、有无档板等
P＝F（N，d, ρ， μ ）
前三项都可用d 来表示
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在全档板条件下，对于牛顿型流体，由因次分析与实验验证，得：
式中 P0：不通气时搅拌器的功率（瓦，）
ρ：液体的密度（公斤/米3）
μ：液体的粘度（，即）
d：搅拌器涡轮直径（米）
N：转速（转/秒）
经验系数K，m：由搅拌器的型式，挡板的尺寸及
流体的流态决定
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是一个无因次数，称为功率准数 NP 。
　　　　是一个无因次数，称为搅拌雷诺数 ReM
NP ~ ReM 的关系：实测找出规律，即经验系数K，m
当ReM＜10时，液体为层流状态，m=-1；
当ReM＞104时，液体为湍流状态， m=0；
多数发酵罐搅拌器在此范围，故Np=常数＝K，查图得Np 。
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由搅拌雷诺数ReM，可查图表得到的搅拌功率准数NP。
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故，常用到的搅拌轴功率计算公式为：
P0 = NP d5 N3 ρ = K d5 N3 ρ
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问题1.　今有一发酵罐，内径为2米，安装一个六弯叶涡轮搅拌器，，转速为150转/分，设发酵液密度为1050 kg/m3，*s，试求不通气状态下搅拌器功率。
解：由题：
　　d= 米
　　n=150/60＝转/秒，　　　
　　ρ＝ 1050 kg/m3 ，
　　μ＝ *s
注意单位的换算，按P14页括号中的单位为统一单位
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NP 由查ReM ~ Np图表（中的3号曲线）得，即
故不通气下的搅拌功率：
推论：
对于相同d、N的三种涡轮搅拌器，在湍流状态时测量得：
复习前节课的结论：相同d、N的三种涡轮搅拌器，功率消耗
平叶＞弯叶＞箭叶
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2. 搅拌功率的修正
若各种参数如D/d、HL/d等不符合所查图表中(在17页表中表示为T/D, HL/D)的曲线特性，则先查出值，计算后再进行修正：
P＊＝f×P0
其中，P0为按图查出的Np值算得的功率；
f为修正系数，
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在单层搅拌器功率计算的基础上，乘上一个系数。
一种简单的估算方法是，
Pm：多层搅拌器的功率，
m：搅拌器的层数。
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Pg
不通气时的功率P0已知，再用包含通气量的经验公式（形式多样）求得Pg
如，发酵液密度: 800~1650 kg/m3，粘度: ~ pa·s ，d/D=1/3时，涡轮搅拌器　有：
P0　、Pg：不通气、通气时的搅拌功率，单位均为kW
d，搅拌叶轮直径，m
N，转/分
Q，工作状况下的通气量，m3 /min，
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Q 的换算：只知道标准状态通气量时
Q与标准状况下（温度为273K、压力为101325Pa）的通气量 Q0 之间的换算关系，可按气体状态方程：
t：度；　密度：kg/m3；　HL：m；　Pt：表压，Pa
因分子单位为Mpa，故分母上有10-6
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通气比 VVM
定义：每分钟的通气体积（以标准状态计，即为Q0）与实际料液体积之比。 1/min
常是已知装液量与VVM值，不知Q值。
此时先算出Q0，再按前页公式转换计算出Q，才可代入Pg计算公式。
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