大型振動流化床設備多物理場耦合分析.pdf

1、振動流化床(Vibrated Fluidized Bed，VFB)干燥技術是近年來應用越來越廣泛的工業(yè)干燥方法之一，隨著工業(yè)化生產(chǎn)的巨大需求，振動流化床技術以其優(yōu)良的干燥效果和經(jīng)濟效益，顯示出了更廣闊的應用前景。但是，在振動流化床設備應用過程中，兩方面問題日漸凸顯:其一，現(xiàn)有設備規(guī)模與生產(chǎn)需求相矛盾，大型設備設計困難;其二，振動流化床工作在流場、溫度場、振動場的多場耦合作用下，工作環(huán)境復雜且惡劣，大型設備結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性評估困難。

2、
　　針對以上兩方面難題，本論文以大型振動流化床設備為研究對象，完成了以下工作:首先，對150t/h大型振動流化床進行振動計算，得到結(jié)構(gòu)振動頻率、彈簧剛度和激振力等參數(shù)，建立整體框架模型;其次，利用CFD技術對建立的振動流化床模型進行流固耦合傳熱分析，獲得該結(jié)構(gòu)流場分布以及流體傳熱作用下的溫度場分布;再次，將獲得的溫度分布數(shù)據(jù)加載入結(jié)構(gòu)有限元模型中，對其進行結(jié)構(gòu)熱應力分析，獲得熱應力分布，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，優(yōu)化設計;最后，對結(jié)構(gòu)進

3、行加載上述溫度分布及熱應力載荷下的模態(tài)、諧響應和瞬態(tài)等動力學分析，觀察結(jié)構(gòu)在工作頻率下的振動特性，評估結(jié)構(gòu)在高溫振動條件下的強度、剛度及穩(wěn)定性。
　　通過流固耦合傳熱分析，可知煙氣在氣體分布板處的最大流速為13m/s，平均速度為4.93m/s，滿足流化設計要求;結(jié)構(gòu)橫梁部位的溫度最高，為290℃。通過熱應力分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的拉筋位置對熱應力影響很大，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效地將本結(jié)構(gòu)的最大熱應力降低至244MPa，位置在兩根邊橫梁與前后側(cè)