风洞试验用大型高压气罐的设计
2021-01-10赵文学王帆黄卢太杨益光刘波
赵文学,王帆,黄卢太,杨益光,刘波
(重庆水泵厂有限责任公司,重庆 400033)
1 大型高压气罐的要求综述
在2019 年初,公司获得一个大型高压气罐(以下简称:气罐)的订单,体积23 m3,设计压力35 MPa,2 台,总体积为46 m3,用于风洞研究。该设备属于用户的关键部件,是研究中的“动力源”设备;设备的使用工况要求高,使用压力32.5 MPa,属于高压设备;设备体积大,质量重,单体设备就多达96 t,制造的难度极大。
2 气罐的工况介绍
风洞实验的主要项目有测力实验、测压实验、传热实验、动态模型实验和流态观测实验;测力和测压实验是测定作用于模型和模型部件的气动力。
该气罐主要是储存足够多的高压气体,在使用时,先通过电动减压阀转为中压空气,储存于中间管路上的中压储气罐,再减压到风洞实验所需要的压力,通过分气缸的多个接管来供气和提供需要的流 量。
高压气罐内部介质是压缩空气,立式安装,室内使用,属于间歇式使用,主要作为压缩空气的储存和缓冲,这个设备是串联在气体管路上,首先压缩机对高压气罐进行充气,当气罐内部压力升到32.5 MPa 时,停止供气;当后边试验时出气口对外输出,同时前边的压缩机还可不停地输入和补充,故这个设备属于储存和缓冲两种功效,单个体积为23 m3,总高度要求10.5 m 以内,正常存储压力为32.5 MPa。高压气罐的主要的设计参数见表1。

表1 高压气罐的设计输入参数Table 1 Design input parameters of high-pressure gas tank
3 气罐总体设计需要考虑的地方
设计上:对用户的设计使用寿命长(20 年)的一些严格要求,一直贯穿整个设计过程,从选材、强度计算、结构设计、制作工艺、吊耳设计、吊装方法、热处理、人孔设计等,把每一步都考虑清楚、周全。……
