《化工容器设计》教学改革与探索简

《化工容器设计》是过程装备与控制工程专业的核心课程之一,其教学目的是培养学生具有进行化工容器工程设计的初步能力。研究提出了精选基本内容、扩充设计方法,增设反映现代科学技术成果、最新科学研究成果的教学设计项目等教学内容改革;用现代科学技术和手段改造传统授课理念、增加应用计算机教学以及激发培养学生创新思维等教学方式改革。运用改革的教学内容和教学方式,教学效果得到了明显的提高。     

平板封头不连续应力分析

封头是压力容器等化工设备的主要承压元件,其结构形式与其制造过程、承载能力、制造技术等有关。笔者采用ANSYS数值模拟和试验测定二者相结合的方式测定平板封头应力分布;对两种应力分析方法进行对比分析,得出封头应力变化的规律,对平板封头设计和选型具有一定的指导意义。     

凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化

针对凸形封头与筒体不连续引起局部范围内应力迅速增大，使压力容器强度削弱的现象，利用有限元分析软件ANSYS，以球形封头、椭圆形封头和碟形封头这3种凸形封头为研究对象，考察不连续现象对其应力分布和应力集中系数的影响，并对其进行优化。结果表明：3种凸形封头压力容器的最大应力出现在不连续区域；远离不连续区域，应力基本维持不变，为薄膜应力；3种凸形封头削边长度出现临界值；对3种凸形封头削边段进行优化，球形封头压力容器优化效果最理想。研究结果对于凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化有一定的参考意义。     

基于ANSYS的换热器管板应力评定

王战辉, 马向荣, 范针对换热器管板受力情况复杂,传统的理论方法难以计算其内部应力分布的现象。借助ANSYS有限元分析软件,以管程、壳程同时开的瞬间工况和正常操作的稳态工况为研究对象,考察其等效应力分布规律;并对其进行应力评定。结果表明：远离换热管和管板的连接区域,等效应力呈均匀分布,为薄膜应力;最大等效应力出现在换热管外表面和管板与壳体的连接处;温度变化明显的地方,热应力也相对较大;对7种工况进行应力评定,针对危险工况,进行改进,效果明显。研究结果对于管板的安全可靠运行提供一定的技术保障。     

工程流体力学课程教学改革实践

工程流体力学是过控类专业的一门重要的专业技术基础课。让学生掌握基本的理论计算和实验技能,为以后学习泵与风机、电厂锅炉、汽轮机和热力发电厂等专业课程提供充分的理论准备,为从事实际工作奠定必要的理论基础。从教学手段、教学内容等方面进行了探索,取得了较好的教学效果。     

凸形封头压力容器优化设计

针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的 椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明：在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小; 椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优 化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。