IMPELLRES CALCULATION

1843 views

31/03/2021 16:23

มาตรฐานการออกแบบ Agitator และ ข้อกำหนดสำหรับการออกแบบ Agitator ของบริษัทฯ

เพื่อสร้างมาตรฐานการออกแบบเครื่องกวน, เครื่องผสม จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องอ้างอิงตามหลักวิศวกรรม จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีขั้นตอนการออกแบบที่ถูกต้อง และ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมี Agitator Calculation Data เพื่อเป็นสิ่งที่ยืนยันในทางหนึ่งว่า บริษัทฯ ผู้ออกแบบ Agitator นั้นมีความเข้าใจขั้นพื้นฐานด้านวิศวกรรมเป็นอย่างดี อีกนัยยะหนึ่งลูกค้าสามารถนำเอา Agitator Calculation Data มาตรวจสอบได้เช่นกัน บริษัทฯ มีมาตรฐานของ ขั้นตอนในการออกแบบ Agitator ดังแสดงในรายละเอียดข้างล่างนี้

[1]. Liquid Level and Volume Calculation
การออกแบบรูปทรงถังสำหรับการผสมเป็นเรื่องจำเป็นอย่างยิ่ง เพราะจะส่งผลต่อรูปแบบการไหลของของเหลวภายในถัง, ลักษณะก้นถังที่ดีมีผลต่อการผสมเช่นกัน ก้นถังลักษณะ Slope จะทำให้การไหลมีลักษณะเป็นคลื่น, ก้นถังลักษณะก้นกรวย ให้การไหลที่ดีแต่จะมีการแตกแรงในแกน X,Y ก้นถังลักษณะก้นโค้งเป็นรูปแบบที่เหมาะสมที่สุด เป็นต้น สัดส่วนของถังที่ดีต่อการผสมควรมี Ratio D/H = 0.8 การคำนวณ Liquid Level และ ส่วนเผื่อกรณี Full Volume ส่งผลต่อการกำหนด Tip Speed Design ด้วยเช่นกัน

[2]. Impeller Selection การเลือกชนิดของใบกวน (Impeller Type)
เลือกตามกระบวนการผสม ชนิดของการผสม และ ค่าความหนืดของของเหลวสูงสุด (Maximum Viscosity) ก่อนเลือกชนิดของใบกวนเราต้องทราบอย่างชัดเจนว่ากระบวนการผสมต้องการอะไร เช่น Liquid-Liquid Mixing / Solid-Liquid Mixing (Solution) / Emulsion เป็นต้น หลังจากเลือกชนิดของใบกวนที่ถูกต้องกับกระบวนการแล้ว ต้องใช้ Maximum Viscosity ในการกำหนดสัดส่วนสำคัญ d/D เพื่อใช้ในการคำนวณ Tip Speed (m/sec) ต่อไป, การกำหนดสัดส่วน d/D ต้องอาศัยประสบการณ์การทำงานด้านการออกแบบเครื่องกวนที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ

[3]. Tip Speed Calculation Tip Speed Calculation
เป็นการคำนวณขั้นพื้นฐานที่ผู้ออกแบบต้องทราบ การคำนวณ Tip Speed เป็นการคำนวณกึ่งออกแบบ เนื่องจากเราต้องกำหนดค่า Tip Speed พื้นฐานก่อนการคำนวณเสมอ เช่น กระบวนการ Liquid-Liquid Mixing @Max.Viscosity 10,000 mPa.sec กำหนดสัดส่วนสำคัญ d/D = 0.53 กำหนด Tip Speed = 3.7 m/sec สำหรับถังขนาด 15,000L ที่สัดส่วนถัง D/H = 0.85 โดยใช้ใบกวนแบบ 3-Blades High Efficiency Impeller จำนวน 1 ชั้นใบ จากนั้นก็คำนวณ Tip Speed เพื่อหาความเร็วรบใช้งาน (RPM)

[4]. Power Absorb Calculation Power Absorb Calculation
เป็นภาคการคำนวณซึ่งนักออกแบบสามารถใช้การคำนวณด้วยสูตรอย่างง่าย(อาจจะมีข้อผิดพลาดสูง) หรือ อาจจะใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการคำนวณก็จะให้ความแม่ยำมากยิ่งขึ้นไป (บริษัทฯ ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการคำนวณ) Power Absorb(kW) มีความสำคัญในแง่การเลือกขนาดของต้นกำลังที่เหมาะสมและไม่ให้เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานโดยใช่เหตุ หรือ ใช้พลังงานน้อยกว่าที่กระบวนการต้องการ ทางบริษัทฯ จะมีการคำนวณเผื่อ SF of Power ไว้ที่ 85% ของ Power Absorb

[5]. Shaft Calculation
การออกแบบ และ คำนวณแกนเพลาของใบกวน มีความสำคัญในเชิง Mechanic, ส่วนสำคัญที่สุดคือ ขนาดของแกนเพลาต้องมีความแข็งแรงเพียงพอ (ความแข็งแรงต่อหน่วยความยาว) ที่จะรับแรงต่างๆที่เกิดขึ้นจากการหมุน, เกิดจากแรงส่งถ่ายจากใบกวน เช่น Bending Moment/Bending Torsion/Critical Speed เป็นต้น บริษัทฯ มี Calculation Data ให้ลูกค้าในกรณีที่ลูกค้าต้องการ Re-Check Calculation ในการออกแบบเพลายังมีส่วนอื่นที่สำคัญอีก เช่น การกำหนดระยะห่างการรับแรงของ Bearing, การออกแบบ Coupling ของเพลา Upper / Lower, การกำหนด Middle/Bottom Bush เป็นต้น

[6]. Hydraulic Data Calculation
เป็นการคำนวณขั้นสุดท้ายของการออกแบบเครื่องกวน เพื่อแสดงค่าต่างๆที่มีผลสำคัญยิ่งต่อกระบวนการผสม เช่น Reynolds Number / Power Number / Pumping Capacity เป็นต้น ค่าจากการคำนวณต่างๆเหล่านี้ บริษัทฯมี Calculation Data ให้สำหรับลูกค้าที่ต้องการทราบค่าเพื่อนำไปตรวจสอบกับกระบวนการผสมว่าเพียงพอหรือไม่อย่างไร การคำนวณดังกล่าวนั้นมีผลมาจากการออกแบบและการกำหนดค่าต่างๆดังกล่าวข้างต้นแล้ว ผลการคำนวณที่ได้จะสามารถใช้งานได้จริงหรือไม่นั้น ขึ้นกับการออกแบบเป็นลำดับขั้นลงมา

สถาพร เลี้ยงศิริกูล/MISCIBLE

Blogs

MISCIBLE Impellers Calculation-3

MISCIBLE Impellers Calculation-3 Products: Max.Viscosity 200 CPS Max.SG. 1.28 Rheology : Non-Newtonian / Plastic Flow 6-STEP FOR AGITATOR DESIGN STANDARD Step-1 : Volume Calculation Tank Dia.1100 mm x SH.1300 mm Total/Working Volume = 1,310L/1,000L Step-2 : Impeller Selection Impeller for Slurry : U Blade Impeller No. of Stages Design : 1 Stage d/D Design : 0.65 Buffle Plate : None Step-3 : Tip Speed Design Degree of Mixing : Medium Mixing Tip Speed Design : 3.15 m/sec Calculation Impeller Speed = 84 RPM Calculation Dia.of Impeller = 715 mm Step-4 : Power Absorb Calculation Power Calculation 0.67/1.5 kW Ne Number : 3.17E-3 Torque : 73.33 Nm Specific Power 0.674 kW/m^3 Step-5 : Shaft Calculation Design Shaft Type : Solid Shaft Diameter : 50 mm Shaft Length : 1,250 mm Steady Bearing Design : Free Staring Torque : 170.03 Nm Overhung Load : 88.45 N Bending Moment : 106.44 Nm Bending Tension : 88.17 kp/cm^2 Torsion Tension : 70.62 kp/cm^2 Step-6 : Hydraulic Data Calculation Reynolds Number : 4.58E+3 Pumping Capacity : 843.81 m^3/Hr P-Number : 683.01 Quality Number : 40.78 สถาพร เลี้ยงศิริกูล Miscible Technology Co.,Ltd.

MISCIBLE Impellers Calculation-2

Impellers Calculation-2 Products: Max.Viscosity 1 CPS Max.SG. 0.9 Rheology : Newtonian Fluid 6-STEP FOR AGITATOR DESIGN STANDARD Step-1 : Volume Calculation Tank Dia.1400 mm x SH.1600 mm Total/Working Volume = 2,340L/2,000L Step-2 : Impeller Selection Impeller for Slurry : Saw Disc Impeller No. of Stages Design : 2 Stages d/D Design : 0.25 Buffle Plate : 4EA Step-3 : Tip Speed Design Degree of Mixing : Medium Mixing Tip Speed Design : 18.0 m/sec Calculation Impeller Speed = 982 RPM Calculation Dia.of Impeller = 350 mm Step-4 : Power Absorb Calculation Power Calculation 8.037/11.0 kW Ne Number : 0.3 Torque : 78.62 Nm Specific Power 4.04 kW/m^3 Step-5 : Shaft Calculation Design Shaft Type : Solid Shaft Diameter : 75 mm Shaft Length : 1,650 mm Steady Bearing Design : Free Staring Torque : 213.91 Nm Overhung Load : 113.50 N Bending Moment : 272.40 Nm Bending Tension : 64.43 kp/cm^2 Torsion Tension : 25.30 kp/cm^2 Step-6 : Hydraulic Data Calculation Reynolds Number : 1.8E+6 Pumping Capacity : --- m^3/Hr P-Number : --- Quality Number : --- สถาพร เลี้ยงศิริกูล Miscible Technology Co.,Ltd.

MISCIBLE Impellers Calculation-1

Impellers Calculation-1 Products: Max.Viscosity 8,000 CPS Max.SG. 1.18 Rheology : Non-Newtonian / Thixotropy Flow (Time dependent) 6-STEP FOR AGITATOR DESIGN STANDARD Step-1 : Volume Calculation Tank Dia.2300 mm x SH.2700 mm Total/Working Volume = 2,540L/2,000L Step-2 : Impeller Selection Impeller for Slurry : Turbine6B Impeller No. of Stages Design : 1 Stage d/D Design : 0.55 Buffle Plate : None Step-3 : Tip Speed Design Degree of Mixing : Medium Mixing Tip Speed Design : 5.5 m/sec Calculation Impeller Speed = 84 RPM Calculation Dia.of Impeller = 1265 mm Step-4 : Power Absorb Calculation Power Calculation 19.485/22.0 kW Ne Number : 5.96E-3 Torque : 2241.13 Nm Specific Power 1.94 kW/m^3 Step-5 : Shaft Calculation Design Shaft Type : Solid Shaft Diameter : 100 mm Shaft Length : 2,750 mm Steady Bearing Design : Free Staring Torque : 5060.22 Nm Overhung Load : 1485.96 N Bending Moment : 4012.88 Nm Bending Tension : 416.58 kp/cm^2 Torsion Tension : 262.74 kp/cm^2 Step-6 : Hydraulic Data Calculation Reynolds Number : 3.27E+2 Pumping Capacity : 11,543.04 m^3/Hr P-Number : 1028.89 Quality Number : 18.11 สถาพร เลี้ยงศิริกูล Miscible Technology Co.,Ltd.