本文關(guān)鍵詞：硫磺噴槍槍體結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化研究　出處：《武漢工程大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在硫磺制酸工藝流程中,硫磺噴槍是工藝關(guān)鍵裝置,對于硫酸的質(zhì)量及產(chǎn)量有直接的影響。夾套結(jié)構(gòu)是硫磺噴槍中常用的保溫結(jié)構(gòu),是液硫正常輸送和噴射的重要保障。針對硫磺噴槍的應(yīng)用特點,基于熱流固耦合理論,應(yīng)用ANSYS數(shù)值模擬技術(shù),本文從傳熱效果和應(yīng)力分析兩方面對噴槍槍體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬優(yōu)化研究。以整個槍體長度上溫度分布均勻為目標(biāo),對硫磺噴槍保溫夾套進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和傳熱模擬。在常用的蒸汽同側(cè)進(jìn)出單層夾套結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,對兩側(cè)進(jìn)出單層夾套、同側(cè)進(jìn)出雙層夾套三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比模擬分析。在FLUENT環(huán)境中,進(jìn)口以飽和蒸汽和液硫質(zhì)量流量為基準(zhǔn),出口采用壓力出口,選用標(biāo)準(zhǔn)無滑移壁面,選用k-omega湍流模型并開啟能量方程,采用壓力-速度耦合方程求解,選用PISO算法。模擬可得到三種夾套結(jié)構(gòu)下槍體流體域?qū)ΨQ面溫度分布云圖和槍體管壁溫度分布云圖。對比分析表明,兩側(cè)進(jìn)出單層夾套的保溫均勻性明顯優(yōu)越于同側(cè)進(jìn)出單層夾套,而同側(cè)進(jìn)出雙層夾套既有良好的保溫均勻性,又能滿足蒸汽同側(cè)進(jìn)出的工藝要求,是一種優(yōu)化的噴槍傳熱結(jié)構(gòu)。以某型同側(cè)進(jìn)出雙層夾套硫磺噴槍為例,對槍體進(jìn)行了應(yīng)力分析。在ANSYS Workbench環(huán)境中,進(jìn)行了槍體建模和網(wǎng)格劃分,基于單向流固耦合,分別導(dǎo)入流體作用的壓力載荷和溫度載荷,加載到槍體固體區(qū)域,模擬計算得到固體區(qū)域的應(yīng)力、應(yīng)變和位移云圖。分析表明,槍體壁面應(yīng)力分布均勻,最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于許用應(yīng)力,槍體總體變形量小,滿足強度和剛度要求。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ111.16

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