超临界技术中新型高压快开密封装置及其数值模拟分析
超临界流体技术在石油、医药、食品、化妆品、香料、煤炭、生物、废水处理、高分子加工等工业领域应用广泛，是一个当今迅速发展及很有前途的新兴技术领域。针对超临界流体技术中间歇式或半间歇式萃取釜或反应釜一般承受高压（7MPa～100MPa）、工作温度范围大（20℃～600℃）及要求频繁快开端盖等特点，本文提出并设计了一种超临界釜用新型快开式密封装置，建立了其强度理论计算公式。该种新型高压密封装置由“D”形螺栓，顶盖，端部法兰（高颈）和密封元件组成，具有承力合理、重量轻、装拆方便、密封可靠、结构部件制造方便等特点，应用在超临界反应釜上可增加设备安全性、降低成本及提高操作效率。
另外针对上述提出的应力强度计算公式，本文采用Ansys有限元分析软件建立了不同尺寸的三维有限元模型进行分析评定。在建模中考虑了“D”形螺栓螺纹与螺孔螺纹之间的接触，这在现有一般螺栓法兰连接结构数值模拟分析中是不多见的；这样就能更有效的分析计算“D”形螺栓，端部法兰和顶盖等主要部件的应力分布状态，并验证理论公式的有效性，同时观察密封元件部位的变形协调性以更好地了解结构的密封性能。经数值模拟计算验证了结构强度分析公式是适用的，从而为该种新型高压顶盖密封装置在实际工程中应用和设计提供了理论计算依据。
此外，本文还提出了多种密封元件形式以适应不同温度和工况要求。
超临界技术;D形螺栓;强度校核;数值模拟;快开密封装置
北京化工大学
硕士
化工过程机械
陈平
2009
中文
TH136
87
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）