旋风分离器大开孔的有限元分析

发布时间：2017-05-22 08:34

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【摘要】：压力容器中的旋风分离器设备由于结构和工艺的要求需要设置长圆形开孔,并且有些大开孔同时还受到较大的管口力及力矩等外部载荷。对开孔补强的安全性设计,已经超出了常规设计方法的范围,设备的安全性及可靠性得不到保证。运用应力分析的方法来解决此类难题,是一个很好的解决方法。本文中I型旋风分离器(汽提塔)由于实际应用上的工艺要求,作了一系列的改进措施,包括将其上的方形开孔改为长圆形开孔,为了校核改进后的强度是否符合要求,采用有限元应力分析的方法,采用ANSYS程序,根据弹性应力分析和塑形失效准则,对旋风分离器的长圆形开孔及另一大开孔的补强结构建立了有限元模型。通过模拟,得到了补强结构的应力分布情况；对旋风分离器的长圆形开孔及另一大开孔的补强结构进行建模分析,采用有限元方法对开孔补强区进行全面的分析,进而设计出满足要求的补强结构,从而保证了设备的安全性。而且,本文对另一旋风分离器上的长圆形开口也作了一定的应力分析研究。应力分析设计的应用对压力容器设计有重要意义,在常规设计无法计算的领域有很大的发展前景。
【关键词】：旋风分离器 长圆形开孔 开孔补强 有限元分析
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 1 前言9-20
• 1.1 本论文的工程背景简述9-12
• 1.2 有限元分析在压力容器设计中的应用简介12-13
• 1.3 压力容器开孔补强方法简介13-16
• 1.3.1 等面积法及分析法简述13-14
• 1.3.2 压力面积14-15
• 1.3.3 极限压力法15
• 1.3.4 国外的ASME计算方法15
• 1.3.5 压力容器非圆形开孔的计算方法研究15-16
• 1.4 应力的分类和强度评定16-19
• 1.4.1 应力分类的依据16
• 1.4.2 应力分类16-17
• 1.4.3 设备开孔接管的应力分类17-18
• 1.4.4 接管开孔对设备筒体应力的影响18
• 1.4.5 强度理论与强度评定18-19
• 1.5 小结19-20
• 第2章 裂解燃料油汽提塔(旋风分离器)结构的改进20-25
• 2.1 裂解燃料油汽提塔简介20-21
• 2.2 裂解燃料油汽提塔设计参数及要求21-22
• 2.2.1 设计参数21
• 2.2.2 设计要求21-22
• 2.3 设计校核计算22
• 2.4 结构改进说明22-25
• 2.4.1 采用椭圆形入口形式22-23
• 2.4.2 采用180°蜗壳入口23
• 2.4.3 结构尺寸比例上的优化23-25
• 第3章 旋风分离器(汽提塔)大开孔的ANSYS有限元分析25-48
• 3.1 有限元及ANSYS分析简介25-28
• 3.1.1 有限元分析简介25-27
• 3.1.2 ANSYS分析法27-28
• 3.2 载荷分析28-30
• 3.2.1 设计参数28
• 3.2.2 计算参数28
• 3.2.3 材料参数28-29
• 3.2.4 工况组合29-30
• 3.3 结构分析及力学模型30-33
• 3.4 边界条件33-34
• 3.4.1 工况1,内压单独作用下的边界条件33
• 3.4.2 工况2,内压+操作工况管口力作用下的边界条件33-34
• 3.4.3 工况3,安装工况管口力作用下的边界条件34
• 3.5 网格划分34-36
• 3.6 应力评定36-45
• 3.6.1 工况1,内压单独作用36-39
• 3.6.2 工况2,内压+操作工况管口力作用下39-42
• 3.6.3 工况3,安装工况管口力作用下42-45
• 3.7 旋风分离器(汽提塔)开孔部位ANSYS分析结论及技术要求45-48
• 第4章 Ⅱ型旋风分离器长圆形开孔ANSYS应力分析48-57
• 4.1 单元选择48-49
• 4.2 模拟参数49-50
• 4.3 网格划分及边界条件50-52
• 4.4 SINT应力分析52-54
• 4.5 应力线性化分析54-55
• 4.6 应力评定55-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 5.1 全文总结57
• 5.2 结论57-58
• 5.3 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

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本文编号：385083