张秀香, 张金亮, 胡崇举, 王红艳, 周丹红, 史洪伟, 郭 攀

(宿州学院化学化工学院,安徽 宿州234000)

0 引 言

方形压力容器相对于圆形压力容器有许多优势,如制造简单,成本节约,空间利用率更高等[1-3],因此方形压力容器在某些蒸汽灭菌器[4]、生产装置[5]、传热器[6]、蒸纱机等具有不可取代的地位。

马士鑫发现方形再生器比圆形在质量及性能方面更加优良[7]。赵天辉研究了方形压力容器爆燃泄放过程中的压力特性[8]。张焱指出GB/T150计算方法也适用于方形压力容器[9]。

通过ansys对方形压力容器进行开孔分析,得出开孔及其位置对压力容器强度的影响,为方形压力容器的开孔提供了相关的理论指导。

1 方形压力容器有限元模型的建立

1.1 几何模型的建立及网格划分

采用ansys自带建模软件Designmodeler对方形压力容器进行建模,采用先拉伸后闭合的方式,方形压力容器结构规格表1所示,建模过程如图1所示。

表1 方形压力容器结构规格

采用mesh自由划分的方法,对方形容器进行有限元网格的离散,如下图2所示,方形容器有限云节点总数为42809,总单元数为21394。

1.2 物性参数的设置及边界条件的加载

以化工行业最为常用的Q235材料为研究对象,工作温度为常温22℃,材料物理参数如表2所示。

表2 Q235材质参数

方形容器六个面被认为是自由边界,对每个面加载0.3Mpa的压力,为了展示方形容器的内部加载,将方形容器剖开,图三给出了其中一个面的加载示意。

2 方形容器的有限元分析结果

2.1 未开孔应力分析

图4 给出了未……