大型乙烯裂解炉用低NO_(x)燃烧器的结构优选

随着大能力大型化裂解炉的不断发展,国内首台单炉膛20万吨/年产能乙烯裂解炉对燃烧器提出了更高的设计要求,在稳定燃烧的同时还要满足特定的工艺要求和严苛的环保要求。采用CFD技术和热态试验方法优选新型乙烯裂解炉用低NO_(x)燃烧器,通过数值分析方法研究不同底部与侧壁供热比(底侧比)下裂解炉内的燃烧状态(火焰形状、火焰长度、炉内温度分布及NO_(x)排放量等),结果表明:在底侧比为70:30时燃烧状态最优,炉膛内温度分布均匀且满足工艺要求和环保要求。在热态试验炉上对最终设计工况(底侧比72:28)进行热态试验,结果显示:炉内燃烧状态良好,温度分布均匀且满足热通量曲线,NO_(x)排放量也较低。

短管直径对短管蜂窝夹套传热性能的影响

基于某工程中1台干燥机的短管蜂窝夹套结构形式,通过将短管尺寸由Ф90 mm×5 mm逐渐增大到Ф135 mm×7.5 mm,建立了模型1~模型6共6种夹套流场计算有限元模型,模拟分析了各模型速度场和温度场分布特性,计算并对比了各模型在不同体积流量下的总传热系数。模拟数据表明,随着短管尺寸的增大,夹套流体域内最大流速呈持续递减趋势。随着短管尺寸的增大,夹套流体域内温度场均匀性先升后降,模型5温度场分布均匀性最佳,总传热系数最大。随着体积流量的增加,夹套总传热系数持续增大。随着短管直径的增大,夹套总传热系数先升后降,模型5总传热系数最大。综合分析表明,在一定范围内增大短管的直径,能够强化夹套传热效果。

结构参数对短管蜂窝夹套壳体强度的影响

以短管蜂窝夹套为研究对象,使用ANSYS进行结构仿真,研究短管蜂窝夹套结构参数对干燥机壳体结构强度与变形的影响。结果表明:随着短管排布数量N的增多和直径D的增大,壳体整体的应力与形变量均有明显下降,可见,增加短管排布的数量或者对拉撑件加粗短管,都有助于短管蜂窝夹套整体结构强度的提升。

整体齿啮式高压釜密封结构研究

以整体齿啮式高压釜为研究对象,采用ABAQUS软件,对整体齿啮式高压釜的密封结构进行有限元建模,从O型密封圈材料、硬度、密封槽尺寸3个方面对高压釜密封结构的密封性能进行研究。对不同橡胶材料的强度、耐磨性、耐候性等进行比较,分析了材料硬度,密封槽的深度L、槽口倒角半径R_(1)、槽底倒角半径R_(2)等参数对整体齿啮式高压釜密封结构密封性能的影响。结果表明,适用于该高压釜密封结构的密封圈材料为氟橡胶,氟橡胶的最佳邵氏硬度为85 HA,密封槽最佳参数为L=5 mm、R_(1)=0.6 mm、R_(2)=0.5 mm。

整体齿啮式快开门高压釜应力分析及结构优化

采用ANSYS有限元分析技术,建立整体齿啮式快开结构的有限元模型,对其进行结构强度分析和疲劳寿命评价。同时,以结构总质量为目标函数,对高压釜的快开密封结构进行优化分析。选取卡箍上环齿厚度T1、平盖封头齿厚度T2、卡箍筒体厚度T3、卡箍上环齿长度L1、平盖封头齿长度L2这5组变量作为设计变量,最大应力值、最大位移值、快开门结构总质量作为因变量,通过轻量化分析,得到优化后的快开门质量为2 921.9 kg,比优化前降低了16.5%。

低温罐箱应力分析及结构优化

移动式压力容器中的低温罐箱常用于运输低温液化气体。低温罐箱采用双层结构,在运输过程中受到的惯性力载荷作用导致整体结构应力分布不均,传统的力学理论不能完全适用于低温罐箱应力强度分析。基于静力学理论,应用ANSYS有限元数值仿真软件,分析了低温罐箱整体应力。对低温罐箱进行响应面实验设计及3D响应面分析,总结出内筒体应力受内筒体厚度影响最大,加强圈应力受八点支撑区域加强圈高度影响最大。使用ANSYS响应面优化设计模块,对低温罐箱内筒体和加强圈进行结构优化。优化之后内筒体厚度减薄20%,八点支撑区域加强圈厚度减薄50%,内筒体减重17%,低温罐箱整体质量减少0.8 t,低温罐箱结构应力满足JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准(2005年确认)》要求,达到了安全性与经济性兼顾的目的。

基于ANSYS的双螺杆挤出机长圆形夹套的优化设计

对双螺杆挤出机长圆形夹套结构进行优化设计,在夹套外表面设置加强圈可以有效降低结构的最大应力和总变形量,进而减薄长圆形夹套的厚度。利用数值模拟分析方法对比不同截面形状的加强圈对结构的加强效果,发现L形截面加强圈对应力的影响最为显著。确定合适的加强圈数量,利用ANSYS Workbench参数化优化平台,采用80组随机取样和等步长运算,分析各参数对夹套结构应力的敏感性。研究结果表明:加强圈厚度S、高度H、宽度L和夹套厚度T对夹套结构应力、变形的影响较为显著,而套管厚度t对其应力、变形几乎没有影响。基于目标驱动优化确定最佳结构。此时,长圆形夹套厚度减薄60%,设备总质量降低17.42%。

针对低温罐箱流固耦合分析的必要性分析

低温罐箱在运输过程中受各种路况影响易产生罐内介质晃荡,因晃荡产生的动载荷是低温罐箱强度分析的主要载荷之一。为进一步对优化后的低温罐箱进行安全可靠性分析,考虑介质晃动产生的最大冲击力,提取产生最大冲击力时的壁面压力,采用单向流固耦合法对优化后的低温罐箱进行结构应力强度分析。流固耦合法计算出的最大应力仍在固定端筒体,与静力分析平均压强法的计算结果一致,但内筒体最大应力值增加了18.4%,表明流固耦合法较静力分析平均压强法能更准确地预测低温罐箱的受力状况。

双螺杆挤出机异形内筒结构强度影响因素分析

异形内筒的厚度δi、相交圆中心距e、相交圆直径d是影响双螺杆挤出机强度的3个主要结构参数(简称3因素),一次局部薄膜应力PL、一次局部薄膜应力+二次应力P_(L)+P_(b)+Q是压力容器应力强度评定的2个主要应力类别。对3因素设定4个水平,进行3因素4水平正交试验,利用极差分析方法与方差分析方法处理正交试验数据。研究结果表明,因素δi、e、d对双螺杆异形内筒上危险截面处的应力P_(L)、P_(L)+P_(b)+Q均具有显著影响,对PL影响的主次排序为δi、e、d,对P_(L)+P_(b)+Q影响的主次排序为δi、d、e,对PL、P_(L)+P_(b)+Q影响的最佳方案均为δi(4)d(1)e(1)。采用多元回归分析拟合出了异形内筒结构危险截面应力PL及P_(L)+P_(b)+Q的多元回归方程,可用于双螺杆挤出机异形内筒结构应力的估算。

高压超临界萃取装置的模糊PID控制方法

高压超临界萃取控制参数具有时变、非线性的特点,对其进行精确控制具有很大难度。PID控制广泛应用于工业过程控制,但常规PID控制器参数对运行工况的适应性差。模糊控制具有不依赖系统数学模型、调节速度快、鲁棒性好等优点,但稳态精度欠佳。将PID控制与模糊控制相结合,设计了模糊PID反馈控制器,形成了模糊PID复合控制方法。以软件代替硬件,利用某公司的S7-200 PLC编程语言STEP7编制了模糊PID控制程序,并结合组态王工控软件实现了高压超临界萃取装置的模糊PID控制。研究表明,模糊PID控制较小的超调量保证了超临界介质溶解度的稳定性,所建立的超临界萃取控制系统较强的抗干扰性、灵活性,保证了超临界萃取过程的稳定性和萃取效率。

螺旋板换热器密封端盖结构研究

为合理选择螺旋板换热器密封端盖结构,采用有限元分析技术对螺旋板换热器中常用密封端盖结构进行分析对比,并在此基础上对影响变形的相关变量进行研究。结果表明:椭圆形端盖结构、径向加强筋端盖结构、倒锥端盖结构的应力和变形约为单环形加强筋结构的一半,其中倒锥端盖综合性能要好于其它几种;倒锥端盖结构lc/Ra约为0.15、ld/lb约为0.3、角度a约为45°～50°时,倒锥端盖无论是应力还是变形都趋于合理。

旋转薄膜蒸发器的应用

介绍了一种新型高效蒸发装置———旋转薄膜蒸发器的结构原理、性能特点、技术参数以及在浓碱蒸发中的应用，并对该蒸发器的应用前景作了预测。

超临界萃取釜快开式密封连接结构设计

分析了3种常用快开密封连接结构的优缺点,提出了一种由C形密封圈、锥形卡箍和顶盖等部件构成的密封连接结构,使用气动伺服机构实现了顶盖的自动开合。设计了一台超临界萃取釜,强度计算结果表明该萃取釜的快开密封连接结构安全可靠,使用性能良好。

超临界萃取釜卡箍式快开结构的CAD软件开发

超临界流体萃取过程特点决定了萃取釜需采用快开结构。卡箍式快开结构是一种开启方便、适用压力范围广、承压能力强的快速开关盖装置。以超临界萃取釜为产品对象,开发了萃取釜卡箍式快开结构CAD软件。软件以VB6.0为开发平台,辅以数据库技术,通过ActiveX Autom ation技术生成相应的强度计算书,并在AutoCAD环境下参数化绘制其工程图样。

采用ANSYS的烘筒S形封头优化设计及其参数化分析

运用UIDL语言和APDL语言进行图形界面设计和参数化建模分析,基于ANSYS软件建立自定义的中文用户界面,从而实现对某烘筒结构S形封头的参数化分析设计。为S形封头的设计和强度分析提供了平台。

超临界萃取釜新型快开密封结构及其自动化设计方法

超临界流体萃取是一种新型分离技术,超临界萃取釜具有耐压、快开的特点.分析了常用高压萃取釜快开结构的优缺点,提出了一种改进的新型萃取釜连接结构,并开发了快开密封结构的强度计算与CAD图纸的自动化设计软件.软件以VB6.0为开发平台,辅以数据库技术,通过ActiveX Autom ation技术生成快开密封结构的强度计算书,并在AutoCAD环境下实现了施工图样的参数化和自动化设计.采用该方法设计的快开结构的密封性能良好,设计效率较高.

八角垫高压密封结构的设计

本文介绍了一种高压密封结构——八角垫卡环密封结构;通过对该密封结构实际受力情况的分析并结合GB150-89设计标准,阐述了该密封结构的设计方法,并经试验论证可行。

基于S7-200的超临界萃取参数的模糊PID控制

PID控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、可靠性高,被广泛应用于工业过程控制。在实际生产现场中,常规PID控制器参数对运行工况的适应性差。模糊控制与PID控制相比具有不依赖系统数学模型、调节速度快、鲁棒性好等优点,但稳态精度欠佳是模糊控制的一个弱点。将这两种控制策略结合起来,取长补短,形成了模糊PID复合控制方法。本文以软代硬,利用西门子公司的S7-200来实现超临界CO2萃取过程的模糊PID控制,提高了萃取过程的稳定性和萃取精度。

基于工程教育认证的过程装备与控制工程专业课程体系设置与实践

按照工程教育认证通用标准和专业补充标准的要求，以成果（目标）导向教育为引导，以南京工业大学过程装备与控制工程专业课程体系设置为例，分析了机械类人才工程能力培养的内涵。通过课程体系的改革与实践，探讨了培养学生知识、能力、素质协调发展的教学设计与教学实践。

多学科融合的工程实践能力培养体系探索与实践

培养大学生工程实践能力,强化实践育人环节是高等教育卓越工程师培养的重要课题之一。根据卓越工程师教育的特点及工程人才素质要求,提出了以实际工程项目为载体,组建多学科融合教学团队,围绕工程设计与管理需求,协同培养大学生的工程设计能力与团队合作精神,锻造学生的创新意识、创新方法、创新能力、创新动力。形成了理论是基础、实践是保障、创新是重点、学科竞赛是载体的卓越工程师人才培养模式,构建了“多学科融合的工程创新人才”的实践创新体系。