大型直立设备组合结构的强度和诱导振动分析
我国煤炭储量丰富，但煤炭利用效率低，而天然气便于运输又环保，煤制天然气已经成为能源发展的一大趋势。塔和烟囱都是煤气化工过程中不可缺少的关键设备。本论文对塔和烟囱设备的组合结构进行了强度和刚度分析，并对单塔和组合结构风诱导振动引起的卡曼涡街问题进行了对比研究。主要研究内容如下:
首先，利用ANSYS软件建立了立式设备组合结构的有限元模型，依据标准对此模型进行了包括风载荷、地震载荷在内的多种工况的应力分析，并用应力分类法对结构进行了强度校核。通过计算发现，在给出的设计压力和载荷条件下，组合结构的强度和刚度都能满足要求。
其次，根据有限元分析结果，对比研究了单塔设备、烟囱设备和不同支架数量组合结构之间的差别，结果表明:由于塔的强度和刚度远大于烟囱，两个设备组合后，塔的变化不大，烟囱的强度和抗变形能力得到了明显的改善;合理的设计支架数量和位置，还能使设备底部的地脚螺栓受力情况得到改善;由此可见，立式设备组合结构的设计可以有效的利用空间，降低成本，减轻设备重量，所以，在工艺和场地允许的条件下，将两个或多个立式设备相连接成组合结构应在工程上被广泛采用。
最后，应用计算流体软件FLUENT对单塔设备和组合结构风诱导振动引起的卡曼涡街问题进行了二维模拟分析，并研究了组合结构在不同方向的风载荷作用下的涡街变化。分析发现，雷诺数在一定范围内，单塔设备会出现卡曼涡街现象，引起诱导振动;组合结构更不容易发生诱导振动，且组合结构的流场分布与风向有关。
直立设备;组合结构;应力分析;有限元法;卡曼涡街;煤气化工
北京化工大学
硕士
化工过程机械
钱才富
2013
中文
TQ545
112
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）