蒸汽管回转干燥机支撑系统有限元分析与结构优化
发布时间：2021-10-11 14:17
蒸汽管回转干燥机是生产PTA生产装置中的核心设备之一,其性能及运行的稳定性直接影响到PTA等产品的最终质量。为使整个装置的长周期运行,本文针对PTA装置蒸汽管回转干燥机运行过程中极易出现故障的部件支撑系统及受其影响的其他部件,建立有限元模型,通过ANSYS数值软件,对支撑系统相关的结构参数进行计算分析,根据分析结果,给出支撑系统优化参数。支撑系统间的跨距、托轮对干燥机的两个支反力大小的相近程度对蒸汽管回转干燥机的筒体变形和弯曲应力、后壁筒节和滚圈应力有较大的影响,本文以Φ4500×32000规格的大型蒸汽管回转干燥机（简称基体干燥机）为基础,建立4了个具有不同跨距、两个具有相同跨距但不同托轮对筒体支反力的干燥机简化模型,并对各个模型的受力进行了理论等效计算和有限元数值计算分析,根据分析结果,给出跨距和支反力的优化参数。托轮与滚圈的中心连线与垂线之间的夹角α对支撑系统的应力分布和大小具有重要的影响,本文建立5个具有不同α的支撑系统有限元模型,并对其进行数值计算和分析,根据分析结果,给出最佳α角。一般情况下,蒸汽管回转干燥机工作温度并不高,所以对整体干燥机的结构设计计算和应力分析时不需要考...
【文章来源】：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司甘肃省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蒸汽管回转干燥机结构图
图 1.2 大型蒸汽管回转干燥机三维模型图程是由传热和传质两个相互联系影响的过程所组成：热能通过对流的管内壁，换热管在厚度方向由温度高的内壁向温度较低的外壁进行导与其直接接触的被干物料表面，热量再由物料表面传至物料内部，这从物料内部以液态或气态扩散，透过物料内部而达到物料的表面，水而扩散到筒体内腔，然后被载气带出干燥机，这是一个传质过程。干是必须是被干物料表面所产生水汽或其他蒸汽的压力大于热载体中水压差越大，干燥过程进行得越迅速，所以，在蒸汽管回转干燥机中都]。汽管回转干燥机的特点回转干燥机与其他干燥设备相比，具有如下的优点：生产能力大，可连续操作；干燥物料的选择性广可以干燥颗粒状和具有一定粘度的物料[7,8]；
泊桑比 0.29 0.27 0.275上表所列各材料的密度和 Poisson's Ratio（泊桑比）从相关机械手册查到，其中托轮的密度取自《球墨铸铁件 GB/T 1348—2009》标准；各材料的弹性模量从《钢制压力容器 GB150-2011》标准中材料篇附录 B 中的表 B.13 中进行插值选取。上表中的弹性模量值是 100°温度下各材料的弹性模量值，干燥机在运行过程中对筒体进行了保温，因此干燥机的整体温度按 100°进行处理。表 2.2 中的数据主要用于第 3 章的静力学计算。2.1.3 干燥机各段筒节的尺寸及重量基体干燥机各段筒体的长度分布及等效均布载荷示意图见图 2.1。干燥机筒体通过前后两个滚圈安放在固定端、自由端两个支撑中的两对托轮上，由于筒体长度远大于直径，根据材料力学知识和干燥机的受力情况，将干燥机可作简支梁处理[14]，运用简支梁的方法来求解筒体受到的支反力 RA和 RB。固定端支撑处安装了限制干燥机轴向运动的一对挡轮，故 RA处是固支，自由端支撑处无挡轮，筒体可以沿轴向移动，将 RB处设为铰支。
【参考文献】：
期刊论文
[1]PTA干燥机厚壁筒节裂纹模拟分析与预防[J]. 巩乐,何德强,徐澍. 机械研究与应用. 2018(06)
[2]蒸汽煅烧炉滚圈垫铁安装方式的概述[J]. 吴小云,孟庆华. 纯碱工业. 2016(02)
[3]桨叶-蒸汽管两级干燥技术在间苯二甲酸生产中的应用[J]. 王瑞,张万尧,杨玫,骆浩. 石油化工设备. 2015(S1)
[4]回转干燥机滚圈与筒体连接形式的改造[J]. 王小裕. 磷肥与复肥. 2015(06)
[5]列管式干燥机故障原因分析及处理[J]. 宋呈祥. 聚酯工业. 2012(03)
[6]回转窑松套式滚圈与筒体垫板间间隙的测定与调整[J]. 潘峰,罗浩. 耐火与石灰. 2011(04)
[7]蒸汽管回转干燥机在褐煤干燥上的应用[J]. 周立荣. 煤炭加工与综合利用. 2010(06)
[8]PTA精制干燥机滚圈表面损坏原因分析及对策[J]. 刘洁. 合成技术及应用. 2010(02)
[9]HDPE回转干燥机扩能改造[J]. 胡鹏军,张万尧,秦云龙. 化工机械. 2010(03)
[10]回转滚筒式干燥机支承结构的磨损分析与改进方案[J]. 何邦宏,高海英. 化工机械. 2008(03)
硕士论文
[1]打散回转干燥机主要结构强度分析[D]. 赵岩峰.东北大学 2009
[2]大型蒸汽列管回转干燥机干燥PTA传热机理的研究[D]. 邢召良.天津大学 2008
本文编号：3430677
【文章来源】：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司甘肃省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蒸汽管回转干燥机结构图
图 1.2 大型蒸汽管回转干燥机三维模型图程是由传热和传质两个相互联系影响的过程所组成：热能通过对流的管内壁，换热管在厚度方向由温度高的内壁向温度较低的外壁进行导与其直接接触的被干物料表面，热量再由物料表面传至物料内部，这从物料内部以液态或气态扩散，透过物料内部而达到物料的表面，水而扩散到筒体内腔，然后被载气带出干燥机，这是一个传质过程。干是必须是被干物料表面所产生水汽或其他蒸汽的压力大于热载体中水压差越大，干燥过程进行得越迅速，所以，在蒸汽管回转干燥机中都]。汽管回转干燥机的特点回转干燥机与其他干燥设备相比，具有如下的优点：生产能力大，可连续操作；干燥物料的选择性广可以干燥颗粒状和具有一定粘度的物料[7,8]；
泊桑比 0.29 0.27 0.275上表所列各材料的密度和 Poisson's Ratio（泊桑比）从相关机械手册查到，其中托轮的密度取自《球墨铸铁件 GB/T 1348—2009》标准；各材料的弹性模量从《钢制压力容器 GB150-2011》标准中材料篇附录 B 中的表 B.13 中进行插值选取。上表中的弹性模量值是 100°温度下各材料的弹性模量值，干燥机在运行过程中对筒体进行了保温，因此干燥机的整体温度按 100°进行处理。表 2.2 中的数据主要用于第 3 章的静力学计算。2.1.3 干燥机各段筒节的尺寸及重量基体干燥机各段筒体的长度分布及等效均布载荷示意图见图 2.1。干燥机筒体通过前后两个滚圈安放在固定端、自由端两个支撑中的两对托轮上，由于筒体长度远大于直径，根据材料力学知识和干燥机的受力情况，将干燥机可作简支梁处理[14]，运用简支梁的方法来求解筒体受到的支反力 RA和 RB。固定端支撑处安装了限制干燥机轴向运动的一对挡轮，故 RA处是固支，自由端支撑处无挡轮，筒体可以沿轴向移动，将 RB处设为铰支。
【参考文献】：
期刊论文
[1]PTA干燥机厚壁筒节裂纹模拟分析与预防[J]. 巩乐,何德强,徐澍. 机械研究与应用. 2018(06)
[2]蒸汽煅烧炉滚圈垫铁安装方式的概述[J]. 吴小云,孟庆华. 纯碱工业. 2016(02)
[3]桨叶-蒸汽管两级干燥技术在间苯二甲酸生产中的应用[J]. 王瑞,张万尧,杨玫,骆浩. 石油化工设备. 2015(S1)
[4]回转干燥机滚圈与筒体连接形式的改造[J]. 王小裕. 磷肥与复肥. 2015(06)
[5]列管式干燥机故障原因分析及处理[J]. 宋呈祥. 聚酯工业. 2012(03)
[6]回转窑松套式滚圈与筒体垫板间间隙的测定与调整[J]. 潘峰,罗浩. 耐火与石灰. 2011(04)
[7]蒸汽管回转干燥机在褐煤干燥上的应用[J]. 周立荣. 煤炭加工与综合利用. 2010(06)
[8]PTA精制干燥机滚圈表面损坏原因分析及对策[J]. 刘洁. 合成技术及应用. 2010(02)
[9]HDPE回转干燥机扩能改造[J]. 胡鹏军,张万尧,秦云龙. 化工机械. 2010(03)
[10]回转滚筒式干燥机支承结构的磨损分析与改进方案[J]. 何邦宏,高海英. 化工机械. 2008(03)
硕士论文
[1]打散回转干燥机主要结构强度分析[D]. 赵岩峰.东北大学 2009
[2]大型蒸汽列管回转干燥机干燥PTA传热机理的研究[D]. 邢召良.天津大学 2008
本文编号：3430677
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