今年5月10日在UPR智能化论坛上面，我介绍了一款新型叶片，对现有的涡轮型搅拌做了一点小小的改进，由于当时只存在理论依据，没有试验结果，我们本着实事求是的态度，在接下去的项目并没有全力推广，但现在，我们可以很荣幸的告诉大家，数据出来了，新型搅拌反应时间和老版本一样，但是可以省电12.5%，作为一个小小的改进，能有这个数据，可以说已然相当不错，证明我们的方向没有错，试想一个十万吨规模的树脂厂，一年设备运行费用可以节省十几个点，算来也是一笔不小的费用。
　　在展开之前，首先要感谢宜兴兴合树脂的陈总，无私地给了我们试验的机会，今年我们给兴合更换了两只新的15吨的反应釜，其中一只按照以前的搅拌叶片，另一只按新的搅拌叶片，两者对比非常直观，所有的数据也都是DCS自动生成，所以试验结果应该说是相当可信的，而宜兴兴合以模压树脂为特长，模压树脂相比其他树脂，粘度高许多，所以能在此类树脂上面试验成功，我们将来推广新型叶片也是相当有底气的。

（3D建模模拟15T反应釜的搅拌系统）

　　如上图所示，一般而言，15T反应釜分三档桨叶，上两档是平桨，最下面一档就是涡轮搅拌桨叶，拥有强大的轴向流，能够让物料更加充分的混合。我们这次改进的就是最下一档的叶片。

设计原理

　　左边这个是原版的涡轮桨叶，右边是改良版本，叶片型式稍稍做了下改动，从流体力学的角度讲，叶片上每个点由于旋转半径的不同，所以叶片上的每个地方线速度是不一样的，叶梢（叶片尾部）部分线速度最大，代表做功能力越强，如果从叶片根部到叶梢部分都采用一个形状，一个安放角（叶片与旋转面的夹角）的话，那显然是不合理的，必然存在功率的浪费，所以我们把叶片“扭”过一个角度，让叶片的每个截面做功能力效率最大化，这样就能带来省电的效果。回过来来讲兴合树脂的搅拌系统，整个搅拌系统我们什么都没有改，就改了六片叶子，结果就能省电12.5%，可谓惊喜。

数据分析

　　前文一直所说的12.5%的省电效果，到底是如何得来？当然最好的办法就是拿个电表去测，最直观，但是场地不允许接电表，所以只能通过计算得出。电机的实际功率才是我们真正想要的数据，注意，实际功率并不是电机的满额功率，一般情况下，15T反应釜我们配的是22Kw的电机，但是，在使用时，实际功率并不是22Kw，在绝大部分时间里，电机实际使用功率可能连一半都没有达到，那实际功率怎么得到？---只能通过测电流来计算，而每时每刻的电流可以DCS系统自动生成。
实际功率P=1.732*U*I*COSφ，其中COSφ为功率因素，一般取0.85，电压U是变频的，但是也可以计算得来（不是简单的380V），不过也是固定值，这里不做详述。此公式中只有电流I是变量，真正省电与否，决定权就在这个电流里。我们取保温时候的电流值，通过计算得出新老版本的实际功率，12.5%就是通过如此得来，令我们吃惊的不仅仅是这个比率，还有实际功率的大小，在树脂保温的状态开始到结束，实际功率小的惊人，这里不展开讲，感兴趣可以单独聊聊。

CFD软件模拟

　　其实在制作搅拌之前，我们就按照实际图纸3D建模，通过专业的流体软件模拟了一下物料在反应釜的搅拌形态，液面高度到右下蓝框附近。通过软件生成的流线图、涡量图等对比两种搅拌型式的优劣点。

　　（完全模拟实际情况，双盘管布置，物料粘度设置1.0帕斯卡秒，转速五十转等条件）

　首先我们来看流线图，模拟物料粒子在釜内的运动轨迹，不同流速不同颜色可以区分，左边是原版，右边是新版。

　　接下去是涡量云图，代表搅拌过程中产生的漩涡强度。左边是原版右边是新版。
　　通过对比，我们可以看出，搅拌的强度，新型的叶片是不如老版的，特别是在涡量图里面，漩涡的强度明显要比右边新版的要强，所以说任何型式的节能搅拌都是在牺牲扭矩的代价下完成的，通俗的话来讲，左边使用的是蛮力，右边使用的是巧力，但最后为什么两者反应时间一样呢？说明左边扭力虽大，但是存在许多的扭力浪费，从省电意义上就是功率的浪费。
　　总的来说，作为一次小小的改进，能有如此的成绩应该说是不错了，证明我们的方向是正确的，未来需要改进的，通过这次实验结果，也已明确。从几年前的封头硬保温，再到现在的节能型搅拌，希望无锡恒达的每一点技术上的改进，都能够为中国的UPR行业做出一点点贡献。
　　作者注：本篇文章由于是公共文章，文中内容略有保留，感兴趣可以私下交流。
　　张欣 13961805085 （微信同号）