基于ANSYS的大型旋转填料床研发

发布时间：2017-09-12 11:28

  本文关键词：基于ANSYS的大型旋转填料床研发

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【摘要】：旋转填料床作为高效的传质设备,具有体积小、效率高的特点,但在设备工业化放大时转轴上存在较大应力,导致设备的连续运行稳定性较差,无法满足工业化应用的要求。本文通过ANSYS对转子进行瞬态分析,分析了转子应力和形变的分布,总结出转子在不同结构不同操作参数下的应力形变分布规律,提出了旋转填料床适合工业化放大的结构方案,并设计了两种适合放大的旋转填料床。本文首先通过ANSYS对转子的瞬态模拟,研究了支撑类型、转子直径、转速、持液量对转子应力和变形分布的影响,根据模拟结果提出了结构优化方案。然后设计了一台转子直径1000mm的旋转填料床,采用两端支撑的转子结构,气体处理量为1130m3/h;一台转子直径1500mm的旋转填料床,采用支座支撑的转子结构,气体处理量为3260m3/h。对每一种旋转填料床分别设计了转轴、气液进出口管、转子、筒体、液体分布器,对转轴和转子进行了强度校核,并计算了旋转填料床运行需要的功率。本文研发的两种旋转填料床具有处理量大,运行平稳的特点。转子采用鼠笼型结构,下端由支撑筋板支撑,增大了孔隙率,降低了气体通过的阻力。而且支座支撑旋转填料床不需要动密封装置,能实现气体的强制错流。本文的研究对旋转填料床的工业化推广具有指导意义。
【关键词】：旋转填料床 工业化放大 ANSYS 模拟 两端支撑 支座支撑
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 转子结构研究现状10-13
• 1.1.1 折流板式10-11
• 1.1.2 填料式11-13
• 1.2 传动支撑装置研究现状13-16
• 1.2.1 单端支撑14-15
• 1.2.2 两端支撑15-16
• 1.3 液体分布器结构研究现状16-19
• 1.3.1 静止液体分布器17-18
• 1.3.2 转动液体分布器18-19
• 1.4 导流叶片研究进展19-20
• 1.5 本文研究内容20-22
• 2 基于Ansys的有限元模拟22-48
• 2.1 模拟方案设计22-24
• 2.2 有限元模型建立24-30
• 2.4 有限元分析30-36
• 2.4.1 材料定义30-31
• 2.4.2 网格划分31-34
• 2.4.3 边界约束和载荷设置34-35
• 2.4.5 求解计算35-36
• 2.5 结果分析36-46
• 2.5.1 应力分析36-42
• 2.5.2 形变分析42-46
• 2.6 优化方案46-47
• 本章小结47-48
• 3 两端支撑旋转填料床设计48-70
• 3.1 填料设计49-53
• 3.1.1 填料选型49-50
• 3.1.2 填料尺寸50-53
• 3.2 转子设计53-58
• 3.2.1 转子尺寸53-55
• 3.2.2 强度校核55-58
• 3.3 液体分布器及气液接管设计58-62
• 3.3.1 液体分布器及液体接管58-59
• 3.3.2 气体接管59-62
• 3.4 功率计算和电机选择62-63
• 3.5 转轴设计63-64
• 3.6 筒体设计64-66
• 3.7 附件选择66-68
• 3.7.1 轴承66-67
• 3.7.2 机械密封67-68
• 3.7.3 接管法兰68
• 本章小结68-70
• 4 支座支撑旋转填料床设计70-89
• 4.1 填料设计72-75
• 4.1.1 填料选型72
• 4.1.2 填料尺寸72-75
• 4.2 转子设计75-79
• 4.2.1 转子尺寸的确定75-77
• 4.2.2 强度校核77-79
• 4.3 液体分布器及气液接管设计79-82
• 4.3.1 液体分布器及液体接管79-80
• 4.3.2 气体接管80-82
• 4.4 功率的计算和电机的选择82-84
• 4.5 转轴设计84-85
• 4.6 筒体设计85-86
• 4.7 附件选择86-88
• 4.7.1 轴承86-87
• 4.7.2 法兰87-88
• 本章小结88-89
• 总结与展望89-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-96
• 攻读学位期间获得的学术成果目录96-97

【参考文献】

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本文编号：836953