压力容器模拟培训监控系统设计

针对压力容器操作培训及考核的实际需要,开发一种半实物仿真的培训考核模拟系统.基于先进的以太网自动化技术,以网络可编程控制器构建下位机单元,以触摸屏和嵌入式组态软件系统构建现场操作终端,以工控组态软件和通用计算机构建上位机系统,结合改造后的现场执行器,可实现模拟操作的实时监控和动画仿真.基于组态软件的数据库支持,建立试题库和学员信息库,并可实现面向用户的信息库扩展.

燃气管道裂纹扩展G判据及分形研究

G判据是根据裂纹体能量平衡来判断裂纹是否起裂的方法,用于材料的起裂扩展判定。城市在用燃气管道为韧性材料,其裂纹扩展用J判据进行判定。通过20钢材料的J积分试验得到裂纹起裂阶段的能量释放率G,论证起裂阶段G判据和J判据是等价的。裂纹扩展的亚临界扩展阶段,引入分形维数描述裂纹断面,计算分形效应能量释放率G,得到可用能量释放率G作为裂纹亚临界扩展判定的结论。

磷酸陈化槽两相流搅拌的数值模拟

为建立相对精确的磷酸陈化槽的固-液两相混合过程数值模拟的方法,指导此类搅拌器的设计并优选搅拌结构,使用计算流体力学软件FLUENT对磷酸陈化槽内的固体颗粒与液体的搅拌混合过程进行了三维数值模拟,根据Zwietering的关联式得出搅拌临界转速,利用多相流模型中的欧拉模型来解决悬浮液中的固体颗粒沉降问题,采用多重参考系法(MRF),选用标准κ-ε湍流模式,模拟出平底磷酸陈化槽中液体的流动情况和体积分数的分布、分析垂直面内和水平面内液相的流场分布规律、固相颗粒体积分数特点,并探讨了产生这种情况的原因.模拟结果表明PBT搅拌桨所产生的轴向流流型比较适合固-液搅拌操作.

生物反应器内搅拌器的优化设计

简述了生物搅拌器的桨叶型式,利用计算流体力学软件对发酵罐内的流场进行了数值模拟.针对某抗菌素厂发酵罐,直径D=3 800mm,液位高度H=8 600mm,均布4块挡板,转速n=110r/min,上层搅拌器为三层A315搅拌器,原底桨使用Rushton涡轮搅拌器,现改用六叶涡轮搅拌器,对其流场进行了模拟分析比较,结果显示后者有利于罐内发酵液的物质交换,搅拌效果得到改善.

大型储罐角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子数值计算

针对大型储罐典型失效模式——角焊缝开裂,利用ANSYS建立有限元模型求得角焊缝焊趾附近精确应力场;采用1/4节点奇异单元法和混合网格扩展法建立角焊缝焊趾表面半椭圆裂纹模型并求解应力强度因子;讨论了裂纹深度半长比a/c、裂纹深度板厚比a/t、焊脚尺寸板厚比Lw/t和焊趾角θ对应力强度因子数值分布的影响。计算结果表明:角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子沿裂纹前沿呈U形分布,在表面点取得最大;随着裂纹深度a的增加,表面点应力强度因子有增大趋势,而最深点的焊接放大效应则逐渐减小。

搅拌槽内固液两相流的数值模拟及功率计算

使用计算流体动力学的方法对搅拌槽中的流场进行模拟,得到搅拌槽中液体的流动状况和体积分数分布。对流场分布规律、固体颗粒体积分数特点加以分析,进而利用模拟出的数据计算搅拌轴的功率,为搅拌器的设计提供参考。

磷酸反应槽内临界离底悬浮转速的CFD模拟

使用计算流体软件Fluent对磷酸反应槽内颗粒的临界离底悬浮转速进行了数值模拟.搅拌槽直径.T=0.5m,四块挡板均布,搅拌桨采用45°斜叶桨.两相物系为磷石膏—硫酸,固体体积百分比浓度φ=4.65%.使用浓度判据得到颗粒离底临界悬浮转速NJS,模拟计算结果的误差在工业允许的范围内.模拟得出搅拌槽中液体的流动状况和固体体积分数的分布;同时对6个不同搅拌转速下的固体颗粒悬浮状况进行比较,得出均匀悬浮临界转速.

齿啮式快开门结构的应力分析

本文选择筒体内径为1000 mm的有24个啮齿的齿啮式快开门压力容器的1/24模型进行ANSYS的应力分析和应力评定。考虑到轴对称结构,建立1/24模型,进行建模、网格划分、加载边界条件、求解和应力分析,再利用第三强度理论对结构的三个部分分别进行强度校核和路径评定。根据应力线性化结果,依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》,按应力的类型和性质进行应力强度评定。

磷酸反应槽拱璧的有限元分析

磷酸反应槽是磷酸装置生产工艺流程中的关键设备之一,主体结构以钢筋混凝土为基体,外层以橡胶板和碳砖层覆盖。由于磷酸反应槽拱璧的几何形体、所受载荷均较复杂,设计中应力应变的计算比较困难,工程中常出现拱璧处碳砖衬里开裂失效问题。本文介绍应用有限元方法对磷酸反应槽拱璧进行计算,得到与工程实际问题相关的结论。

蒸压釜作业人员培训考核模拟系统的开发

现有压力容器作业人员培训考核模拟系统中,在设定操作与实际问题的结合程度、相关知识的覆盖面、培训考核内容和形式的标准化和规范化等方面均存在不足。为了提高压力容器作业人员的技能水平,研制出以蒸压釜为例的操作人员培训考核模拟系统。全面介绍该模拟系统的蒸压釜工艺流程、系统控制以及软、硬件结构,着重阐明设计思想和技术特性。该培训考核模拟系统在培训过程中取得了良好效果。

磷酸反应槽拱门内衬碳砖温度应力的分析

运用有限元分析软件ANSYS对磷酸反应槽拱门墙体内衬碳砖在温度载荷下的应力进行模拟分析,结果表明:拱门碳砖局部较大的拉应力成为拱门碳砖墙体产生破坏的主要因素。选择膨胀量比混凝土大的碳砖内衬拱门,虽然碳砖层仍受拉应力的影响,但应力值大幅下降,可以解决拱门墙体内衬碳砖在工作温度下产生破坏的问题。

粒子加速器筒体开方孔有限元分析

某粒子加速器筒体上开一方形孔,与方形法兰锻件焊接。常规设计方法没有对容器重要区域的应力进行严格而详细的应力分析计算,从而也就无法对由不同载荷引起的、对容器失效有不同影响的应力加以不同的限制。运用有限元分析软件ANSYS对某粒子加速器开方孔的应力进行模拟分析,采用JB 4732—1995对筒体与方形锻件法兰焊接部分进行强度校核,结果表明,强度满足要求。

球罐风险评估中模糊层次分析法的应用

分析球罐风险中各因素,以"球罐失效"作为顶事件,首先按照失效发生的速度对失效原因进行分类,以"泄漏"和"开裂"为第二行事件,然后按照失效模式对失效原因进行分类,层层分析将其划分为互相联系的有序层使之条理化.构造层次指标系统,建立模糊综合评价数学模型,采用模糊数学的方法对球罐进行风险评估.计算球罐各部分以及整体的安全等级,从而找出球罐薄弱安全环节,确定安全工作的重点.

多层复杂结构有限元应力分析方法

工程中经常会碰到由不同材质材料组成的多层复杂结构,对其进行应力分析极其繁琐,且误差较大.磷酸反应槽拱壁的设计施工工艺复杂,内部应力经常造成施工裂纹.通过合理简化,利用ANSYS软件进行模拟分析,为解决这种多层复杂结构的设计施工提供一种新的思路.

大型储罐灾变风险源评价

储罐是石油化工行业常用的储存设备,经常储存易燃、易爆或有毒物品,在使用过程中,一旦储罐失效其后果非常严重。通过对引起储罐失效的因素进行系统分析,建立了以储罐失效为顶事件的事故树。通过分析,得到了储罐失效树的各阶最小割集,确定了引起储罐失效的灾变风险源,计算出基本事件的结构重要度系数,并进行了相对重要程度排序,提出了相应的改进措施以确保储罐平稳安全运行。