基于有限元法旋风分离器应力分析与结构优化.pdf

《基于有限元法旋风分离器应力分析与结构优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、18一■论文广场石20油1和化工设备一4年第17卷基于有限元法旋风分离器应力分析与结构优化张译峰，李庆生(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京211816)[摘要]采用有限元分析软件ANSYS对蜗壳式旋风分离器进行应力分析计算，依据JB4732分析设计标准对危险部件进行应力强度评定，并对旋风分离器原设计结构进行优化改进。结果表明，改进后蜗壳式旋风分离器的强度满足安全要求，可供类似旋风分离器的安全评估和分析设计提供参考。[关键词]蜗壳式旋风分离器；有限元法；应力分析；结构优化旋风分离器具有结构简单、维护简便、分离表1主要结构参数和设计参数效率高、性能稳定等优点，

2、是石油催化裂化装置参数数值和煤气化系统气化炉装置中高温高压气体净化处简体内径／into406理的首选分离设备【1]。某工厂净化处理装置中的筒体壁厚／mill10蜗壳式旋风分离器需进行应力强度校核，由于蜗设计压力／MPa1．O壳进口段结构复杂，在高温加压条件下，几何不设计温度／℃260连续处的应力状态复杂，应力梯度大，无法按照磨蚀裕量／nlm6GB150以常规方法进行应力计算和强度校核。因主要受压元件材料Q345R此，本文应用ANSYS软件，采用有限元分析法对设备切向进口段及不连续结构进行应力分析计算，根据JB4732—1995《钢制压力容器一分析设计标准》的要求对

3、设备进行应力强度评定，给出了危险部件的应力分布状态，指出了原设计结构不足之处，提出了相应的改进方案，对类似结构旋风分离器的安全评估和分析设计提供了参考。1有限元模型设计1．1设计参数蜗壳式旋风分离器结构示意图如图1。旋风分离器主要由上部直筒段净化系统和下部锥体段排尘系统组成，为了准确分析研究对象并建立合理有效的模型，需对分析结构进行适当简化。考虑到研究重点是蜗壳式进口段的应力与变形，结合模型实际结构特征与受力特点，直接考虑旋风分离器的上部结构，忽略锥体段除尘装置和非主要图1蜗壳式旋风分离器结构示意图受压件，建立局部模型进行应力分析。旋风分离器的主要结构参数和设计参

4、数见表1。此，为了保证模拟的精确度，对分析结构进行分块处理。由于SOLID95单元是3维20节点高阶单1．2几何建模与网格划分本文应用ANSYSl2．0对分析结构进行有限元作者简介：张译峰(1989一)，男，江苏盐城人，硕士研究生，研究方向为化工设备结构设计与优化。网格划分，考虑到模型较为复杂，在结构不连续通讯作者：李庆生(1969一)，男，江苏南京人，副教授，从处需对网格进行细化处理，降低网格畸变率。因事压力容器结构强度方面的研究。邮箱：Iqsh1969@126．corn