折流板除霧器力學(xué)性能研究.pdf

1、常見的除霧器有絲網(wǎng)除霧器、旋流板除霧器、電除塵除霧器、V型折流板除霧器。在眾多除霧器中,V型折流板除霧器由于分離器材料、尺寸和結(jié)構(gòu)多種多樣,且具有高效節(jié)能、工作穩(wěn)定性好,同時能適于高氣速、高液載及各種粘性液體,以及堅固耐久的結(jié)構(gòu)和常規(guī)設(shè)計等特點而在過程工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。折流板式除霧器的力學(xué)性能是設(shè)備能否安全、穩(wěn)定、長周期運行的基礎(chǔ)。然而,迄今為止,仍鮮有關(guān)于除霧器力學(xué)性能的研究和報導(dǎo),因此,有必要開發(fā)出一種新的研究方法,進行折流板除霧器

2、的力學(xué)性能設(shè)計及優(yōu)化。
　　本文針對工業(yè)中應(yīng)用較廣的折流板除霧器在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)坍塌、斷裂等失效,造成設(shè)備分離效率下降,影響整個生產(chǎn)工藝流程的問題,采用有限元分析軟件ANSYS的Mechanical與CFX模塊對折流板除霧器進行流固耦合數(shù)值模擬研究其力學(xué)性能。并用力學(xué)性能實驗對數(shù)值模擬可靠性進行驗證,模擬和實驗結(jié)果之間最大相對誤差12％,平均相對誤差4%。數(shù)值模擬計算的最大應(yīng)力與工程實際最大應(yīng)力均出現(xiàn)在折流板約束處,證明約束處

3、是工程實際中折流板除霧器主要失效位置。選取約束處最大應(yīng)力max、第一彎折處最大應(yīng)力max1、以及最大撓度wtotal為力學(xué)性能為控制指標,研究級數(shù)、間距、折角、進口氣速、約束孔徑、折板高度、約束邊寬、折流板厚度及長度等因素對折流板除霧器力學(xué)性能的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明max、max1和wtotal隨著級數(shù)、間距、進口氣速和折流板長度的增加而增大,但是隨著折角、折板高度、約束邊寬和折板厚度的增大而均減小。約束孔徑增大后max、max1和w

4、total的變化為先減小后增大。通過設(shè)計L9(34)正交表研究級數(shù)、間距、折角、進口氣速等工藝參數(shù)對?max、max1和totalw的影響規(guī)律,結(jié)果表明對?max的影響由強到弱依次為:折角>風(fēng)速>級數(shù)>間距;對?max1的影響由強到弱依次為:折角>級數(shù)>風(fēng)速>間距;對wtotal的影響由強到弱依次為:風(fēng)速>折角>間距>級數(shù)。根據(jù)正交分析確定最優(yōu)的工藝條件為:折角120°、間距10mm、級數(shù)1級、風(fēng)速3m/s;最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)約束孔徑20mm