薄壁不銹鋼攪拌箱體內(nèi)部流場(chǎng)分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn).pdf

1、Ultromat設(shè)備主要用于聚丙烯酰胺溶液的制備。其主要功能是用聚丙烯酰胺粉末和水按確定性的比例混合攪拌，通過(guò)熟化和靜止等工藝流程最終制備成符合要求的高分子聚合物溶液，該設(shè)備屬于污水處理、洗煤和選礦等行業(yè)的常用設(shè)備。本文以這個(gè)設(shè)備第二、三箱薄壁不銹鋼箱體連同攪拌器作為分析對(duì)象，通過(guò)流體分析軟件對(duì)聚丙烯酰胺溶液在攪拌過(guò)程中對(duì)箱體的受力狀況進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而可以準(zhǔn)確分析箱體受力狀況，找出結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，再通過(guò)Solidworks對(duì)薄壁方形箱體

2、結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。其中方形箱體內(nèi)的流場(chǎng)分析是技術(shù)關(guān)鍵，必須選擇合理的流體模型。另外為保證箱體載荷逼近真實(shí)工況，必須將箱體鈑金結(jié)構(gòu)的全局接觸進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)定義，工作量巨大。本文探索取得的成果為未來(lái)的方形攪拌容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化打下了良好的基礎(chǔ)，為水處理行業(yè)箱式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也提供了有力的依據(jù)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）建立干粉設(shè)計(jì)專用攪拌器幾何建模，應(yīng)用流體分析軟件對(duì)其紊流流體進(jìn)行數(shù)值模擬和仿真。得到了溶液攪拌過(guò)程

3、中在方形箱體里的流速、壓力矢量和運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律：結(jié)合后期實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，溶液攪拌過(guò)程中對(duì)箱體壓力影響大體上跟液位高度成線性分布規(guī)律，攪拌器周邊受紊流影響除外。
　?。?）提出了一種方形箱體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型式，根據(jù)受力狀況，對(duì)箱體自身薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)，載荷承受能力提高到原來(lái)的3倍以上。同時(shí)也改進(jìn)了受液力影響較大的薄壁箱體結(jié)構(gòu)形式。
　　（3）根據(jù)溶液攪拌過(guò)程中對(duì)箱體的作用力特點(diǎn)，對(duì)箱體模型進(jìn)行1/4簡(jiǎn)化，并相應(yīng)制定了約束方案

4、，同時(shí)根據(jù)焊接參數(shù)和材料特點(diǎn)對(duì)箱體邊界條件進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化。
　?。?）通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改善了箱體原有的受力情況。并根據(jù)后期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析對(duì)比，驗(yàn)證了仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有效性。
　　通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)在隔板中部，強(qiáng)度不足，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，載荷分布更加合理和均勻，箱體的受力強(qiáng)度能提提高百分之四十，從根本上解決了焊縫撕裂的問(wèn)題。本文的探索不僅是對(duì)薄壁不銹鋼溶液攪拌槽的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，更是為未來(lái)方形攪拌容器和一般工況的水處理