发酵罐静力学分析及其抗震性能的研究
储液罐动态响应及隔震分析研究的开题报告
储液罐动态响应及隔震分析研究的开题报告
1.研究背景：
储液罐是储存液体化工品的主要设施，而储液罐内液体的波动和外部地震等动力荷载可能会引起储液罐震动，导致罐壁振动过大，超过极限承载力，从而造成严重的事故。
因此，研究储液罐在动力荷载下的响应特性及其饱和冲击力的估算方法和隔震措施，对于提高储液罐的抗震性能，提高相关行业的生产安全管理水平，具有重要意义。
2.研究内容：
本研究将对下列问题展开深入研究：
（1）储液罐动态响应特性分析：在假设地震作用下，通过数值模拟方法对储液罐的动态响应进行研究。
探讨各种因素对储液罐响应特性的影响，如罐壁的材料与厚度、液体的比重、盛装量等；同时，对水平和垂直方向的荷载下，储液罐内液体波动的特性进行分析。
（2）饱和冲击力估算方法探究：饱和冲击力是指储液罐在地震时所受到的惯性力，是研究储液罐动力响应的重要参数。
本研究将尝试探讨各种地震波的饱和冲击力估算方法，并进行对比分析，以确定最为适合储液罐的估算方法。
（3）隔震措施研究：针对储液罐的动态响应特性和饱和冲击力，本研究将研究各种隔震措施，包括常见的弹簧式隔震、外加摆锤式隔震、空气悬浮式隔震等，挑选最为适合储液罐的隔震措施，并对其隔震效果和实际应用情况进行评估分析。
3.研究意义：
随着我国化工行业的不断发展，储液罐成为重要的储存和运输设施。
然而，由于储液罐受外界动力荷载的影响，可能会产生严重的安全事故，造成财产和人员损失，并对社会造成恶劣影响。
因此，本研究将对储液罐动态响应及隔震方案的研究进行深入探讨，为化工行业提供科学的技术指导和技术支持，提高生产、运输、存储环节的安全管理水平，减少事故发生概率，为保障人民生命财产安全做贡献。
LPG罐车罐体有限元静态分析
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Ｌ Ｇ 罐 车罐 体 有 限元 静态 分 析 Ｐ
邢 韬
（ 龙 江 工程 学 院 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ５ ） 黑 黑 ５０ ０
摘
要 ：ｊ ” 有限元分析方法对运输液化石油气 （ Ｐ 罐 车罐体 的静态特性进行理论计算和研 究。建立罐体 的有限元 Ｌ Ｇ）
的应 变 和应力表 达式
Ｃ Ｄ技术完成 维实体 建模 ： Ａ 然后用有 限元 方法对该 罐体结构进行 力学性 能分析 ， 并提 出合理化 建议 。这
项丁作对全面掌握 Ｉ 压力罐体 的静力学 特性 、 高 Ｊ 提 设计水平和设计效率 、 缩短开发周期 、 提高我 国在专用
汽车方 面的开发能力具有积极 的作用 。
模 型 ． 用 有 限 元 分 析 软 件 ＡＮ ＹＳ对模 型进 行 分 析 算 。 出 罐 体 的应 力 和 应 变 。 埘 计 算 结 果 进 干 静 态 分 析 ， 应 Ｓ 得 并 亍 为 Ｉ （罐 的 设 汁与 制 造 提 供 理 论 依 据 。 ； Ｐ 关 键 词 ： Ｐ 体 ； 限 元 ； 态 分 析 Ｉ （罐 有 静 中图 分 类 号 ： ６． １ Ｕ１９ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １４ ７ （０ ８ Ｏ一ｆ ４Ｏ 】 ７—６ ９Ｚ ０ ）２『 ｛一２ １ １
Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｆＩＰＧ ；ｆｎ ｔ ｌｍｅ ；ｓ ａ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｈｅ Ｐｏｔｏ ． ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｎｔ ｔ ｔｃ
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储罐构筑物抗震鉴定实验报告
储罐构筑物抗震鉴定实验报告储罐构筑物抗震鉴定实验报告一、实验背景储罐是储存重要液体物资的设备，其安全性对于人们的生命财产安全至关重要。
在地震灾害发生时，储罐结构必须具有足够的抗震能力，以避免灾害事故的发生。
因此，对储罐抗震能力的鉴定具有重要意义。
二、实验目的本次实验旨在通过模拟地震作用，测试储罐构筑物的抗震能力，进而针对不足之处提出加固措施和建议。
三、实验条件实验设备：地震模拟台、储罐构筑物实验参数：地震模拟台最大加速度为0.5g，模拟地震波的频率范围为5 ~ 50 Hz。
实验流程：在地震模拟台上设置储罐构筑物，以模拟储罐在发生地震时所受到的地震作用。
实验中通过变化地震波的幅值和频率，测试储罐结构在不同地震作用下的动力响应，并进行数据记录和分析。
四、实验结果1.外观检查：经过外观检查，储罐表面没有出现裂纹和变形等现象。
2.加速度测量：在地震模拟台加速度最大为0.5g的条件下，储罐构筑物所承受的最大加速度为0.3g，比要求的安全系数要高。
3.应变测量：经过实验测量，储罐构筑物在地震作用下，应变数据基本符合正态分布规律。
图1为储罐顶部应变数据柱形图，图2为储罐底部应变数据柱形图。
4.振动频率测量：通过实验测量，得到储罐构筑物的自然振动频率为8 Hz。
五、实验分析通过实验结果可知，储罐构筑物具有一定的抗震能力，其受到的地震作用未达到安全极限。
但是对于未来可能出现的更强烈地震，可能导致储罐产生严重的损坏，所以建议进一步加强储罐的抗震能力，以确保储罐的可靠性和安全性。
六、加固措施和建议1.加强储罐的结构刚度，增加结构的稳定性和抗震能力。
2.加大钢筋量，提高结构的承载能力。
3.加装消能装置，减小储罐所受地震作用的冲击力。
4.加强储罐与基础的连接，增加结构的整体稳定性和抗震能力。
七、结论通过实验分析，储罐构筑物具有一定的抗震能力，但是存在一定的不足之处。
建议增强储罐的抗震能力，以保障储罐在遭受地震作用时，能够正常运行，并确保人民生命财产的安全。
LNG储罐外壁地震响应有限元分析
Ｎ ｎｉ ａ ｎｌｓ ）是 南 美 国 麻 省 理 工 学 院 的 ｏ ｌ ｅ ｒＡ ａ ｉ ｎ ｙｓ
Ｂ Ｔ Ｅ 教授带 领 的 Ａ ＩＡ Ｒ Ｄ 公 司研 发 的商 用 ＡＨ ＤＮ ＆ 丁 ＿程软 件 … ， 是基 于有 限元 技 术 的 大 型通 用 分 析仿
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Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： Ｌ ｄｓ ＮＧ ａ ｋ；ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ；ｔｍｅ ｈｉｔ ｒ ｎ ｌ ｓｓ ｔｎ ｅｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｉ — ｓｏ ａ ａｙ ｉ ；ＡＤＩ ｙ ＮＡ
０ 引 言
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摘要 ： 用 Ａ ＩＡ分 别建 立 Ｌ Ｇ储罐 空罐 Ｓ Ｅ Ｌ壳体单 元及 ３ —Ｏ Ｉ 实体 单元有 限元模 型． 利 ＤＮ Ｎ ＨＬ ＤＳ ＬＤ 对
２种模 型进 行模 态分析 ， 证 Ｓ Ｅ Ｌ单元模 型 的有效性 ． Ｅ ｅ ｔ 地 震 波作 用 下对 Ｌ Ｇ储罐 混 验 ＨＬ 在 １ ｎｒ Ｃ ｏ Ｎ 凝 土外壁进 行地 震响 应分析 ． 果表 明 ： 结 在地 震作 用 下 ，Ｎ Ｌ Ｇ储罐 外壁 的位 移和 加速 度 沿罐 高方 向 逐渐 增 大 ； 空罐 时 ， Ｎ Ｌ Ｇ储罐 外壁 位移及 加速 度 时程 曲线与地 震波 形基本 一致． 关键 词 ： Ｎ Ｌ Ｇ储 罐 ； 震响应 ；时程分 析 ；Ａ Ｉ Ａ 地 ＤＮ
ＬＮＧ ａ ｋ ｕｔ ｒ ｗａ ｌ ｔｎ ｏ ｅ ｌ
ＹＵＡＮ ａ ｑｎ ，Ｐ Ｚｈ ｏ ｉ ｇ ＡＮ ｔｏ Ｄｅａ ，ＣＨＥＮ ｉｉｎ Ｆｅｘａ ｇ
（ ．Ｈｅｏ ｇａ ｇＭ ｔ ａｏ ｎ ｒｔ ｔ ｅ ｎｉｅｒ ｇＫ ｙＬ ｂｒ ｏ ， ａｉｇ１３ １ ， ｉ ｎｊ ｎ ，Ｃ ｉａ １ ｉｎｊ ｎ ｉｇｔ ｎａ ｄＰｏ ｃ ｖ ｇｎｅ ｎ ｅ ａｏａ ｒ Ｄ ｑ ６３ ８ Ｈｅｏｇｉ ｇ ｈｎ ； ｌ ｉ ｉ ｉ ｅｉ Ｅ ｉ ｔｙ ｎ ｌ ａ
立式储罐抗震现状研究分析
立式储罐抗震现状研究分析摘要：液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）是一种优质、高效的清洁能源。
由于LNG易燃易爆，LNG储罐在地震作用下的破坏将会带来巨大的经济损失和严重的社会影响，其地震安全性是学者们关心的重要问题。
大型LNG储罐属于城市生命线工程，确保在地震作用下的结构安全具有十分重要的实际意义。
我国大型LNG储罐尚未形成专门的抗震规范，有些设计采用或借鉴欧洲和美国的规范。
本文立足于国内外储罐抗震研究现状，对大型LNG储罐地震响应进行了研究。
关键词：LNG储罐；抗震；减震；地震动1.研究背景与现状安全高效、清洁低碳的能源体系是引领能源高质量发展的本质要求[1]。
在“碳达峰、碳中和”（简称“双碳”）背景下，国家各个部门提出积极促进低碳经济发展的方案，促进经济持续、健康发展[2]。
低碳经济是通过新能源开发、技术创新、产业转型等措施，尽可能减少石油、煤炭等高碳能源的使用，保护生态环境，促进经济社会发展[3]。
天然气作为一种高效、优质能源，是现阶段发展低碳经济最佳选择之一[4]。
我国的能源结构中天然气的占比很小，远低于发达国家的平均水平，在未来10-20年对天然气需求量和消费量将保持增长[5]。
气态的天然气在零下162摄氏度时形成液化天然气（Liquefied Natural Gas, 简称LNG），为保证LNG的正常接收与运输，我国将建造更多的LNG储罐来接收和存储天然气。
一方面促进经济可持续发展，另一方面改善生态环境[6]。
目前，沿海的LNG储罐体积正向大型及超大型容量28万立方米方向发展。
由于LNG具有低温、易爆、易燃、易挥发的性质，对于巨大的结构物LNG储罐而言其安全问题至关重要。
地震是储罐破坏荷载之一，如果LNG储罐在地震中发生破坏，大量的易燃易爆液体可能外泄，会引发爆炸、火灾等次级灾害，其危害不亚于核泄漏，带来巨大经济损失。
大型LNG储罐作为城市生命线的重要工程，其抗震研究具有重要意义。
储罐减震耗能有限元数值模拟分析
储罐减震耗能有限元数值模拟分析自60年代以来，立式钢制储罐抗震设计问题，一直是国内外学者重视的研究课题，特别是随着储罐向着大体型、基础浮放方向的发展。
其抗震问题就显得尤为重要，就目前国内外储罐的研究现状看，储罐的抗震设计研究宏观地概括起来涉及两个方向：一是传统的抗震设计理论与实验研究，其基本思想是从分析地震激励后储罐响应，找出薄弱环节，改变其刚度和强度以确保储罐体系。
二是结构控制研究。
采用基底隔震，附加减震耗能措施等改变储罐的动特性，降低储罐的动响应。
其研究的内容涉及地震响应机理解析方法、简化分析、数值仿真分析方法的建立，实验分析结果对理论分析结果的修正，减震措施的设计，线性问题、非线性问题等。
其中数值仿真分析方法，已成为储罐地震动响应分析特别是涉及到非线性分析的重要手段，是检验简化分析方法正确性的精确方法。
本文所进行的研究就是针对目前减震控制分析尚无精确解的方法作为检验手段这一问题，开发研制可进行数值仿真计算的工具，为减震控制研究拓宽分析问题方法。
本文主要进行了如下的工作：(1)针对EXDOMTANK程序，在微机上进行了功能开发研究，所涉及功能有：可计算储罐体系在人工地震波或其它地震波作用下的自振频率及地震响应。
并对数值例证计算结果与相关文献给出的结果进行了对比分析，验证程序理论的正确性和使用的可靠性。
(2)以EXDOMTANK程序为开发平台，确定了隔震体系的分析模型及力学模型。
引入弹簧单元，修改边界条件，建立了有限单元法分析隔震体系的功能。
(3)针对实际中常用的几种储罐，进行减震效果分析。
结果表明，采用橡胶垫基底隔震有良好的减震效果。
对隔震基频ω进行分析，得出理想的隔震基频段，在这个范围内，隔震效果最为理想。
本文仅是对基底隔震体系的研究，就储罐领域的研究现状，尚需对其它控制体系的数值仿真计算进行深入研究。
高举架储液罐的地震响应及隔震关键技术研究
高举架储液罐的地震响应及隔震关键技术研究高举架储液罐的地震响应及隔震关键技术研究摘要：随着现代工业的发展，储液罐作为重要的设备广泛应用于石油、化工和能源等领域。
然而，随着地震频发的影响，储液罐的地震响应成为了一个不容忽视的问题。
本文将探讨高举架储液罐的地震响应及隔震关键技术研究。
1. 引言地震是一种常见的自然灾害，其影响范围广泛，储液罐作为一个容器型设备，很容易受到地震的影响。
随着科技的进步，人们对于地震的认知和对于设备的保护有了新的认识，对于高举架储液罐的地震响应和隔震技术的研究也变得越来越重要。
2. 高举架储液罐的地震响应高举架储液罐由于其特殊的支撑结构，其地震响应与传统储液罐有所不同。
首先，高举架储液罐的重心相对较高，在地震时易发生倾覆，因此存在倾覆的风险。
其次，储液罐内的液体也会受到地震影响而产生液面波动，进而影响储液罐的稳定性。
因此，对于高举架储液罐的地震响应进行研究十分必要。
3. 高举架储液罐的隔震技术为了减小地震对于高举架储液罐的影响，需要采取相应的隔震技术。
隔震技术通过改变储液罐与支撑结构之间的相互作用，减小地震对储液罐的传递效应，能够显著降低储液罐的地震响应。
目前，常见的隔震技术主要包括钢球隔振、橡胶隔振和液体隔振等。
4. 关键技术研究在高举架储液罐的地震响应及隔震技术研究中，存在一些关键技术需要重点研究。
首先，地震荷载参数的确定是研究中的重要环节，需要充分考虑地震频谱、地震波形和地震波时程等因素。
其次，对于高举架储液罐的结构设计需要进行优化，以提高其抗地震能力。
最后，对于隔震系统的设计和参数的确定也是关键问题，需要选择合适的隔震技术和确定合理的参数。
5. 案例分析通过对已有的高举架储液罐的地震响应及隔震技术进行案例分析，可以评估现有技术的优缺点，并提出改进方案。
案例分析可以通过现场观测以及数值模拟相结合的方法进行，将为进一步深入研究提供参考。
6. 结论与展望本文对于高举架储液罐的地震响应及隔震关键技术进行了探讨。
储油罐模型的静态倾斜试验及理论分析
壁下部有圈梁时 , Kt = Kf lf , Kf 为地基基床系数 , N/ m3 ; 罐壁下部无圈梁时 , Kt 按下式计算 [4 ] : 2β t Dt 1+ ξ β b Db 3 2 ξ Kt = 2β b Db β t Dt 1+ β b Db
4
式中 :β b =
kf
4
4Db
;β t =
Hw 2 1 2 π 4 ( 1) g Rρ + tg α sin α 2 4 R 式中 : M 为静倾覆力矩 , N ・ m ; R 为储罐半径 , m ;ρ 为 3 储液密度 , kg/ m ; g 为重力加速度 , m/ s2 ; Hw 为储液高 ). 度 ,m ;α为平台转角 , (° 罐底板翘离角度由下式计算 : w + w2 θ= sin - 1 1 ( 2) 2R ) ; w 1 , w 2 分别为模型罐 式中 :θ为罐底板翘离角度 , (°
M =
图 2 H w = 0. 124 m 时平台转角与翘离高度关系曲线
Fig. 2 Relationship of uplifting height and turning corner when H w = 0. 124 m
沿翘离平面中心线两端的翘离高度和沉陷深度 , m. 由图 1～图 4 ,可归纳出如下规律 : 1) 罐底板翘离高度随转动平台倾角增大而增大 ; 2) 柔性基础上产生的翘离比硬板基础上产生的翘 离大 ,即翘离高度及翘离角度与基础刚度成反比 ; 3) 罐的翘离高度 、 翘离角度与高径比成正比 ; 4) 翘离深度随翘离高度的增加而增大 .
摘 要 : 为研究地震破坏中储油罐损坏与罐体翘离的关系 ,设计了储油罐模型在不同地基上的静态倾斜试验 ,分 别采用梁的小变形法和非线性有限元法 , 建立了储液罐翘离反应的力学模型 , 并进行储油罐翘离静力分析 . 结论 为 : 非线性有限元法与梁的小变形法计算结果接近 ; 软基上罐的翘离量大约是硬基上的 2 倍多 ,但硬基上罐壁轴向 压力约为软基上的 1. 1～1. 4 倍 ; 容量 3 000 m3 及小于 3 000 m3 的高罐比大容量的矮罐受翘离的影响大 . 关键词 : 储油罐 ; 翘离反应 ; 倾斜试验 ; 数学模型 中图分类号 : TE821 文献标志码 : A 文章编号 : 04932 2137 (2004) 102 08912 05
第一篇第六章 发酵罐的比拟放大
2. 罐体积 公称体积：是指罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。
底封头体积可从化工设计手册中查得。
（根据罐的形状、直径、 壁厚） 对于椭圆形封头体积：
1 V1 D hb D ha D (hb D ) 4 6 4 6
2 2 2
hb——椭圆封头的直边高度；
ha——椭圆短半轴长度，标准椭圆
—— 液体密度（kg/m2） n ——涡轮转数（r/s)
功率准数
μ ——液体粘度（N•s/m2 ）
R
em
m
D ——涡轮直径（m）
P0
为无因次数
2
NP
R
n D
3
5
搅拌雷诺数：
em
D n
功率准数NP是搅拌雷诺数Rem 的函数
雷诺数：Re =
du
d ——管道直径
流动总是层流型态; 外界条件有关，称作过渡区；
NP ≈4.7 NP ≈3.7
P0
∵
NP =
n
3
D
5
1——螺旋桨
3——圆盘弯叶涡轮
2——圆盘平直叶涡轮 4——圆盘箭叶涡轮
∴ p0 =
拌轴功率
NP ρn3D5
(w)
先算出Rem，可从图上查出NP，再由上式可计算出不通气时单只涡轮搅拌器的搅
（二）通气搅拌功率Pg 同一搅拌器在相同的转速下，通气与不通气时输入液体功率哪个低？ 通过实验， 通气时输入液体功率低，常见的解释是通气（从底部）使液体的重 度 降低。 pg 与 p0 以及通气量Q有何关系： 迈凯尔（Michel） 、福田秀雄等先后研究得经验公式：
所以发酵罐全体积为：
基于ANSYS对某含有凹坑缺陷发酵罐的静力分析
基于ANSYS对某含有凹坑缺陷发酵罐的静力分析作者：时黛林国庆来源：《当代化工》2019年第11期Static Analysis of Fermentation Tank With Pit Defect Based on ANSYSSHI Dai， LIN Guo-qing*（College of Mechanical and Electrical Engineering， Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin Province Jilin City 132022， China）在腐蝕环境下而形成的腐蚀凹坑是引起金属材料发生失效的主要形式之一，腐蚀凹坑形成后会导致裂纹的萌生及扩展，最终发生失效而缩短部件的使用寿命，通常虽然腐蚀速率较慢，但一旦腐蚀凹坑形成其点蚀速度却非常快，严重威胁着设备的安全运行。
本文中发酵罐主要应用在沼气工业中，其发酵物料主要为生活垃圾等带有腐蚀性的介质，所以随着发酵罐的运行和服役时间的推移，势必会在罐体上产生腐蚀等，很容易在罐体的内表面形成大量的腐蚀凹坑。
因凹坑缺陷破坏了结构的连续性，会使缺陷部位发生应力集中现象[1]，同时由于发酵罐在运行时其内部物料的一些物化特性变化而使发酵罐处于复杂的工作环境中，加大了凹坑处产生裂纹及扩展的可能性，使发酵罐的承载能力及安全性受到严重挑战。
因此，有必要对含有不同结构尺寸及数量的凹坑进行静力分析并进行安全评定。
发酵罐内表面的凹坑多数是因腐蚀而引起的，其表面粗糙不光滑，易引起应力集中，使安全性降低，因此在进行安全评定及应力分析前，首先应把凹坑尽量打磨光滑，使表面无明显的腐蚀迹象[2]，同时也要保证腐蚀凹坑从坑底到罐体内表面要过渡平缓，且不可出现急剧变化的截面，凹坑的数量以及相邻凹坑的间距都影响着发酵罐的使用寿命，对于同一条件下凹坑所引起的应力，其轴向排列的凹坑所产生的应力要明显高于环向排列的凹坑应力[3]，故本文主要针对轴向排列的凹坑进行研究。
LNG储罐抗震隔震措施分析研究综述
LNG储罐抗震隔震措施分析研究综述摘要：随着世界各国进入“后石油时代”，液化天然气（Liquefied natural gas）以其自身独特的优势，成为人们日常生活中不可或缺的一部分，由此LNG的储存和运输也获得了越来越多人的关注。
本文结合当下LNG储罐的研究热点，LNG储罐地震抗震分析、LNG储罐隔震原理分析，提出适合隔震层方案设计，讨论了隔震体系抗震动力分析方法和分析内容，指出隔震的研究现状，论述了不同场地类别上的LNG储罐采用隔震支座所能取得的隔震效果，并对后续LNG储罐的研究工作给出了建议与展望。
关键词：LNG储罐；抗震；隔震支座；安全性；1 引言LNG储罐设计的关键是储罐的结构设计，而地震工况常常为储罐结构设计控制工况。
为了降低结构在地震作用下的响应，目前设计中大多采用传统的物理隔震方法进行抗震，并没有分析储罐结构本身的特点，难以达到较好的隔震效果。
为了更为精确地掌握储罐抗震设计的根木，本文在了解地震理论的基础上，结合LNG储罐本身的结构体系特点和隔震的理念，能够为储罐的抗震设计提供一套切实可行的工程设计方法。
2 LNG储罐减震隔震的技术传统的抗震方法通过结构本身的性能（承载能力、变形能力和耗能能力）来抵御地震的作用，这种靠结构构件的塑性变形能力来吸收能量，虽然能消化大量地震能量，减轻结构地震反应，使结构“裂而不倒”，达到抗震的目的。
但是对于传统的抗震方法，由于地震动输入的不可预见性以及结构地震反应的复杂性，使得结构抗震性能未必有效：其次，随着社会的发展，结构功能要求越来越高，很多重要的建筑物（如纪念性建筑、核电站、信息中心、石化工程设备等），不允许结构进入塑性工作阶段，对结构的抗震性能提出了更高的要求。
于是工程结构减振控制技术便应运而生。
3 LNG储罐隔震研究现状LNG储罐地震作用下遭受损害比较严重，如何减小地震作用的损害一直是国内外学者重点关注的对象，许多学者对LNG储罐的隔震系统开展了研究,以寻求最合理的隔震方案。
工程力学方法在压力容器设计中的应用
工程力学方法在压力容器设计中的应用压力容器是工业生产中常见的一种设备，广泛应用于石油化工、能源、制药等领域。
而在压力容器的设计过程中，工程力学方法起着至关重要的作用。
本文将探讨工程力学方法在压力容器设计中的应用。
一、应力分析在压力容器设计中，应力分析是首要考虑的问题之一。
通过工程力学的方法，可以对压力容器的内、外壁进行应力分析，以确定其在工作条件下的安全性。
1. 静态应力分析静态应力分析是指在压力容器内外壁受到静止载荷时，应力分布的分析。
通过应力分析，可以确定压力容器的最大应力点，从而确定材料的强度要求。
此外，还可以通过应力分析，确定压力容器的最佳结构形式，以提高其承载能力。
2. 动态应力分析动态应力分析是指在压力容器内外壁受到动态载荷时，应力分布的分析。
在一些特殊工况下，如地震、爆炸等情况下，压力容器会受到突发的动态载荷。
通过动态应力分析，可以确定压力容器的动态响应，以保证其在突发载荷下的安全性。
二、疲劳分析在压力容器的设计中，疲劳分析是必不可少的一项工作。
通过工程力学的方法，可以对压力容器的疲劳寿命进行估计，以保证其在长期使用中不会发生疲劳破坏。
1. 疲劳载荷分析疲劳载荷分析是指对压力容器在工作过程中受到的疲劳载荷进行分析。
通过疲劳载荷分析，可以确定压力容器的疲劳寿命，从而指导其设计和使用。
2. 疲劳寿命估计疲劳寿命估计是指通过工程力学的方法，对压力容器的疲劳寿命进行估计。
通过疲劳寿命估计，可以确定压力容器的使用寿命，从而及时进行维修和更换，以保证其安全运行。
三、稳定性分析在压力容器的设计中，稳定性分析是非常重要的一项工作。
通过工程力学的方法，可以对压力容器在工作过程中的稳定性进行分析，以保证其在工作条件下的稳定性和安全性。
1. 屈曲分析屈曲分析是指对压力容器在受到外力作用时的屈曲现象进行分析。
通过屈曲分析，可以确定压力容器的临界载荷，从而保证其在工作条件下的稳定性。
2. 稳定性设计稳定性设计是指通过工程力学的方法，对压力容器的结构形式进行设计，以提高其在工作条件下的稳定性。
发酵罐设计技术探讨
表8 微粉出口管径对分级的影响实验数据出口管径D e m m 一次风量m3/h二次风量m3/h加料量g/min进口表压Pa出口表压Pa压力损失Pa质量(g)粗粉细粉微粉68501880392.368.6323.663.592.036.0 80501880313.868.6245.264.086.039.5 表9 分级产品产率和粒度中位径出口管径D e(mm)粗粉细粉微粉产率d50产率d50产率d506833.16 5.7548.08 3.5218.80.718033.77 5.7045.38 3.3520.84 1.005 结论 (1)新型旋流分级机能同时进行多产物分级,可以同时得到粒度范围不同的粗粉、细粉、微粉三种产物; (2)可进行高精度且性能稳定的分级,分级范围较大; (3)结构十分简单,没有运动部件,容易维修保养; (4)整个系统可处于正压下操作,也可以在负压下操作; (5)分级点和产率可以根据要求进行调节。
参 考 文 献 1 奥田聪.粉体 工程,1992,24(5) 2 余加耕,汤义武.矿冶工程,1994,1发酵罐设计技术探讨无锡市第二制药厂 叶 勋江苏石油化工学院 卓 震 就发酵工程中最为重要的发酵罐设计中搅拌器转速和通气措施等关键技术参数 进行了理论研究和技术分析,从而提出了优化设计方案,并据此应用于生产实践。
各项技术数据证明,依照本文提出的技术方案,可成功地应用于柠檬酸发酵罐操作 中,从而获取明显的经济效益和节能效果。
关键词 发酵罐 设计技术1 引言 随着我国发酵工业的蓬勃发展,发酵罐日趋大型化。
当前,发酵罐形式仍以带有涡轮搅拌的机械式最为普遍。
据数据统计表明,用于机械式搅拌所消耗的能源占发酵全过程的一半左右。
如何保证在有良好的气液接触和液固混和性能等发酵要求的前提下,尽量减少机械搅拌及通气过程所消耗的动力,更有效、更合理地设计发酵罐,无疑对改造老发酵罐,设计新发酵罐具有重大的意义。
ansys 储罐静力学分析
一、水箱1水箱采用钢结构（Q235），内径为18.9米，高14.533米，其中箱壁高12.288米，拱顶高2.245米。
2箱壁厚度分为4段，分别为12mm，10mm，8mm，6mm。
3边缘板厚度为12mm，中幅板厚度为10mm。
4.拱顶厚度为6mm。
5.加强圈角钢100×63×8。
命令流:finish/clear/filname,cg_1/title,cg/prep7!设置单元类型et,1,shell63et,2,beam188!荷载分项系数!结构自重分项系数rg1=1.2!除结构自重外的各项永久荷载的分项系数rg2=1.27!风荷载分项系数rq1=1.4!温度作用分项系数rq2=1.4!可变荷载作用的组合系数zuhe=0.9!罐壁和底板实常数r,1,0.012r,2,0.010r,3,0.008r,4,0.006!加强圈截面参数sectype,1,beam,l,,0secoffset,user,0,0.100secdata,0.063,0.1,0.008,0.008,0,0,0,0,0,0k,1000,0,0,8!钢罐材料属性mp,ex,1,206e9mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7800*rg1!罐顶材料属性,将雪荷载与自重合并xueya=0.4*100/0.006zizhong=7800*rg1+xueya*rq2*zuhe mp,ex,2,206e9mp,prxy,2,0.3mp,dens,2,zizhong!罐壁材料属性mp,ex,3,206e9mp,prxy,3,0.3mp,dens,3,7800*rg1mp,alpx,3,1e-5*set,rd,8.4 !内径*set,bian,0.065 !边缘板k,1,rd,0,0k,2,rd,0,3k,3,rd,0,6k,4,rd,0,8k,5,rd,0,10.5k,6,rd,0,12.24k,7,rd+bian,0,0k,8,rd-bian,0,0k,9,0,0,0k,10,0,0,12.24*do,i,1,5,1l,i,i+1*enddo!生成罐壁几何模型ldiv,all,,,5,0arotat,all,,,,,,9,10,360,100l,7,1l,1,8l,8,9!生成底板几何模型lsel,s,loc,z,0csys,1lsel,r,loc,y,0lsel,r,loc,x,0,rd-biancsys,0lplotldiv,all,,,20,0lsel,s,loc,z,0csys,1lsel,r,loc,y,0lsel,r,loc,x,rd-bian,rdlsel,a,loc,x,rd+0.00001,rd+bian csys,0lplotldiv,all,,,1,0lsel,s,loc,z,0csys,1lsel,r,loc,y,0lsel,r,loc,x,0,rd+biancsys,0lplotarotat,all,,,,,,9,10,360,100!生成罐顶几何模型k,10000,,,-8.379k,10001,rd,,12.24k,10002,7.6423,,12.975k,10003,5.7816,,13.5517k,10004,3.8783,,13.9669k,10005,1.9463,,14.214k,10006,,,14.301l,10001,10002l,10002,10003l,10003,10004l,10004,10005l,10005,10006lsel,s,loc,z,12.24+0.0001,14.301 lplotldiv,all,,,5,0arotat,all,,,,,,9,10,360,100!边缘板网格划分asel,s,loc,z,0csys,1asel,r,loc,x,rd-bian-0.0001,rd+bian csys,0aplottype,1real,1mat,1esize,,1amesh,all!中幅板网格划分asel,s,loc,z,0csys,1asel,r,loc,x,0,rd-bian+0.00001 csys,0aplottype,1real,2mat,1esize,,1amesh,all!罐壁网格划分asel,s,loc,z,0.0001,3csys,1asel,r,loc,x,rd,rdcsys,0aplottype,1real,1mat,3esize,,1amesh,allasel,s,loc,z,3,6aplottype,1real,2mat,3amesh,allasel,s,loc,z,6,10.5aplottype,1real,3mat,3esize,,1amesh,allasel,s,loc,z,10.5,12.24aplottype,1real,4mat,3esize,,1amesh,all!加强圈网格划分lsel,s,loc,z,8.492lplotlatt,1,1,2,,1000,,1lesize,all,1lmesh,all!罐顶网格划分asel,s,loc,z,12.24+0.0001,14.301aplottype,1real,4mat,2esize,,1amesh,all!罐顶与罐壁的铰接处理csys,1*do,i,1,100,1jiaodu=(i-1)*3.6nsel,s,loc,z,12.24nsel,r,loc,y,jiaodu-0.0001,jiaodu+0.0001 cp,i,ux,allcp,i,uy,allcp,i,uz,allnsel,s,loc,z,0nummrg,nodesavefinish!求解xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx /solu!设置底板约束ksel,s,loc,z,0dk,all,uzdk,9,uxdk,9,uydk,9,uz!施加重力荷载acel,0,0,9.8!施加风荷载csys,1*afun,degasel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replotnsle,s,nplot!提取节点编号*get,nodemax,node,,num,max*get,nodemin,node,,num,min*dim,wind,array,nodemax,1,1*do,i,nodemin,nodemax,1*if,nsel(i),eq,1,thenzn=nz(i)yn=ny(i)!风荷载体形系数*if,zn,ne,0,then*if,yn,ge,0,and,yn,lt,15,thentxxs=1.0+(0.8-1.0)/15*(yn-0)*elseif,yn,ge,15,and,yn,lt,30txxs=0.8+(0.1-0.8)/15*(yn-15)*elseif,yn,ge,30,and,yn,lt,45txxs=0.1+(-0.7-0.1)/15*(yn-30)*elseif,yn,ge,45,and,yn,lt,60txxs=-0.7+(-1.2+0.7)/15*(yn-45) *elseif,yn,ge,60,and,yn,lt,75txxs=-1.2+(-1.5+1.2)/15*(yn-60) *elseif,yn,ge,75,and,yn,lt,90txxs=-1.5+(-1.7+1.5)/15*(yn-75) *elseif,yn,ge,90,and,yn,lt,105 txxs=-1.7+(-1.2+1.7)/15*(yn-90) *elseif,yn,ge,105,and,yn,lt,120 txxs=-1.2+(-0.7+1.2)/15*(yn-105) *elseif,yn,ge,120,and,yn,lt,135 txxs=-0.7+(-0.5+0.7)/15*(yn-120) *elseif,yn,ge,135,and,yn,lt,150 txxs=-0.5+(-0.4+0.5)/15*(yn-135) *elseif,yn,ge,150,and,yn,le,180 txxs=-0.4*elseif,yn,ge,-180,and,yn,lt,-150 txxs=-0.4*elseif,yn,ge,-150,and,yn,lt,-135 txxs=-0.4+(-0.5+0.4)/15*(yn+150) *elseif,yn,ge,-135,and,yn,lt,-120 txxs=-0.5+(-0.7+0.5)/15*(yn+135) *elseif,yn,ge,-120,and,yn,lt,-105 txxs=-0.7+(-1.2+0.7)/15*(yn+120) *elseif,yn,ge,-105,and,yn,lt,-90 txxs=-1.2+(-1.7+1.2)/15*(yn+105) *elseif,yn,ge,-90,and,yn,lt,-75 txxs=-1.7+(-1.5+1.7)/15*(yn+90) *elseif,yn,ge,-75,and,yn,lt,-60 txxs=-1.5+(-1.2+1.5)/15*(yn+75) *elseif,yn,ge,-60,and,yn,lt,-45 txxs=-1.2+(-0.7+1.2)/15*(yn+60) *elseif,yn,ge,-45,and,yn,lt,-30 txxs=-0.7+(0.1+0.7)/15*(yn+45) *elseif,yn,ge,-30,and,yn,lt,-15 txxs=0.1+(0.8-0.1)/15*(yn+30)*elseif,yn,ge,-15,and,yn,lt,0txxs=0.8+(1.0-0.8)/15*(yn+15)*elsetxxs=1.0*endif!风压高度变化系数fygd=3.12*(zn/350)**0.32!风振系数fzxs=1+zn/12.24*1.47*0.47/fygd w0=0.45e3*rq1wind(i)=fzxs*txxs*fygd*w0*elsewind(i)=0*endif*elsewind(i)=0*endif*enddocsys,0asel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replot!提取单元编号*get,ecount,elem,,count*dim,enum,,ecount*get,enum(1),elem,,num,min*do,i,2,ecountenum(i)=elnext(enum(i-1))*enddo*do,i,1,ecountpn1=wind(nelem(enum(i),1))pn2=wind(nelem(enum(i),2))pn3=wind(nelem(enum(i),3))pn4=wind(nelem(enum(i),4)) sfe,enum(i),2,pres,,pn1,pn2,pn3,pn4 *enddo/psf,pres,norm,2,0eplotcsys,0!施加油压力!将力的施加方式设置为“累计”fcum,addcsys,0asel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replotnsle,s,nplot*get,nodemax,node,,num,max*get,nodemin,node,,num,min*dim,water,array,nodemax,1,1*do,i,nodemin,nodemax,1*if,nsel(i),eq,1,thenzn=nz(i)water(i)=1e4*(12.24-zn)*rg2*elsewater(i)=0*endif*enddoasel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replot!提取单元编号*get,ecount,elem,,count*dim,enum,,ecount*get,enum(1),elem,,num,min*do,i,2,ecountenum(i)=elnext(enum(i-1))*enddo*do,i,1,ecountpn1=water(nelem(enum(i),1))pn2=water(nelem(enum(i),2))pn3=water(nelem(enum(i),3))pn4=water(nelem(enum(i),4)) sfe,enum(i),1,pres,,pn1,pn2,pn3,pn4 *enddo/psf,pres,norm,2,0eplotcsys,0!将力的施加方式还原为默认的“替代”fcum,repl!施加温度作用csys,1asel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replotnsle,s,nplotcsys,0!提取节点编号*get,nodemax,node,,num,max*get,nodemin,node,,num,min*dim,wind,array,nodemax,1,1*dim,temp_out,,nodemax*dim,temp_in,,nodemax*do,i,nodemin,nodemax,1*if,nsel(i),eq,1,thentemp_out(i)=-15*rq2*zuhetemp_in(i)=15*rq2*zuhe*elsetemp_out(i)=0temp_in(i)=0*endif*enddoasel,s,loc,z,0.0001,12.24aplotesla,replot!提取单元编号*get,ecount,elem,,count*dim,enum,,ecount*get,enum(1),elem,,num,min*do,i,2,ecountenum(i)=elnext(enum(i-1))*enddo*do,i,1,ecountpn1=temp_out(nelem(enum(i),1)) pn2=temp_out(nelem(enum(i),2)) pn3=temp_out(nelem(enum(i),3)) pn4=temp_out(nelem(enum(i),4)) bfe,enum(i),temp,5,pn1,pn2,pn3,pn4 pn1=temp_in(nelem(enum(i),1))pn2=temp_in(nelem(enum(i),2))pn3=temp_in(nelem(enum(i),3))pn4=temp_in(nelem(enum(i),4)) bfe,enum(i),temp,1,pn1,pn2,pn3,pn4 *enddoallselsolvefinish!后处理/post1rsys,1plnsol,u,x,0,1.0plnsol,u,y,0,1.0plnsol,u,z,0,1.0plnsol,s,x,0,1.0plnsol,s,y,0,1.0plnsol,s,z,0,1.0etable,shellmx,smisc,4etable,shellmy,smisc,5etable,shellmxy,smisc,6etable,shelltx,smisc,1etable,shellty,smisc,2etable,shelltxy,smisc,3pletab,shellmx,noavpletab,shellmy,noavpletab,shellmxy,noavpletab,shelltx,noavpletab,shellty,noavpletab,shelltxy,noa。
利用计算流体力学技术分析啤酒发酵罐构型对温度和流动的影响
利用计算流体力学技术分析啤酒发酵罐构型对温度和流动的影响刘瑞赛;安家彦;董文勇;王越【摘要】为了考查啤酒发酵罐的几何构型对发酵液温度和流动状态的影响,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟技术对啤酒发酵罐进行了后发酵降温过程的数值模拟,研究了在不同几何构型的发酵罐中发酵液的温度分布和速度分布情况.结果表明,啤酒发酵罐高径比在3∶1～4∶1,有效容积在500 m3左右时降温效果较好,并且除了高径比为2∶1的350 m3发酵罐内发酵液呈现一个整体的大环流外,其他罐内发酵液均以局部小环流状态存在.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)009【总页数】6页(P52-57)【关键词】圆柱锥底发酵罐;几何构型;计算流体力学;啤酒发酵;降温【作者】刘瑞赛;安家彦;董文勇;王越【作者单位】大连工业大学生物工程学院,辽宁大连,116034;大连工业大学生物工程学院,辽宁大连,116034;大连市第21中学,辽宁大连,116000;大连工业大学生物工程学院,辽宁大连,116034【正文语种】中文在啤酒生产中，在主发酵结束后需要降温来保证发酵进程趋于终止，并且使啤酒香气和风味形成，这一过程所需要的容器一直是改善生产中的重点。
1930年NATHAN[1]提出了圆柱锥底发酵罐的雏形，随着实际生产和前人不断的探索研究，从啤酒酵母、发酵工艺等方面对其进行完善，使其拥有占地面积少、设备利用率高、易于降温和清洗的优点[2-4]，并且实践证明圆柱锥底发酵罐可以使这个过程达到理想状态且易于控制。
在啤酒发酵中，由于实际情况的限制人们往往重视发酵工艺的研究，并且对于发酵罐的研究多集中在冷却系统的优化[5-6]、温度监测系统的改善[7]等方面，然而对于发酵罐的罐形、容积的选择，基本是依据多年经验而来的，缺乏理论依据。
由于发酵罐具有一定的高度，发酵液的自然对流比较强烈，而发酵液在罐体中的对流强度受罐形、容积和冷却装置的影响[8]，当发酵罐高度过高时，强烈的对流对酵母的活性和正常代谢有影响，也不利于发酵后期的降温阶段时酵母的沉降，并且发酵罐的几何构型也是传热的影响因素之一[9-10]。
发酵搅拌罐流场分析与结构优化的开题报告
发酵搅拌罐流场分析与结构优化的开题报告
一、选题背景及意义
发酵搅拌罐是用于微生物发酵制备生物制品的重要设备之一，其流场分布对发酵反应的速率和效果具有重要影响。
因此，研究发酵搅拌罐的流场分布以及结构优化，
对提高生物制品的产量和质量具有重要的意义。
二、研究内容及方法
本文主要研究发酵搅拌罐的流场分布以及结构优化。
具体内容包括以下三个部分：
1. 发酵搅拌罐的流场分析。
使用计算流体力学(CFD)方法对发酵搅拌罐的流场进行分析，找出对流场分布影响较大的因素，为后续的结构优化提供依据。
2. 发酵搅拌罐的结构优化。
通过对流场分布的分析，找出结构存在的问题并进行优化，比如改变搅拌器的形状、角度等，改变搅拌器的转速和流量等，进一步提高搅
拌效果和反应速率。
3. 数值模拟验证。
通过对优化后的发酵搅拌罐进行数值模拟，验证其搅拌效果和反应速率是否得到提高。
同时，将数值模拟结果与实验数据进行对比，验证数值模拟
的准确性。
三、研究预期成果
本文预期通过对发酵搅拌罐的流场分布和结构优化的研究，提出一种优化后的发酵搅拌罐结构，并验证其在搅拌效果和反应速率方面的提高。
这些成果对于提高生物
制品的产量和质量、降低生产成本具有积极的意义，同时对于相关领域的理论研究也
做出了一定贡献。
大型球形储罐在风力、地震作用下的结构安全性分析的开题报告
大型球形储罐在风力、地震作用下的结构安全性分析的开题报告一、选题背景大型球形储罐在化工、石油、制药等行业中广泛应用，是重要的贮存装置。
然而，球形储罐在长期运行过程中，受到风力、地震等外力影响，容易导致结构破坏。
因此，对大型球形储罐的风力、地震作用下的结构安全性进行分析具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的和意义本文旨在通过对大型球形储罐在风力、地震作用下的结构安全性进行分析，揭示结构破坏的机理，为提高大型球形储罐的安全性能提供理论依据和参考。
三、研究内容和方法研究内容：本文将主要从以下方面进行研究：1、球形储罐的结构特点及受力特点分析。
2、风力、地震作用下球形储罐的结构响应及变形特征研究。
3、球形储罐结构破坏的机理及影响因素分析。
4、基于有限元方法的球形储罐结构安全性分析及数值仿真研究。
研究方法：本文将采用数值模拟的方法进行研究。
首先，通过对球形储罐的结构特点和材料特性进行分析，建立相应的有限元模型。
然后，利用ANSYS等有限元软件对模型进行数值模拟，得出球形储罐在风力、地震作用下的结构响应及变形特征。
最后，通过对模型进行敏感性分析，确定影响球形储罐结构破坏的因素及其程度。
四、预期成果和意义预期成果：通过对大型球形储罐在风力、地震作用下的结构安全性进行分析，本文将获得以下成果：1、得出球形储罐在风力、地震作用下的结构响应及变形特征，并确定结构破坏的机理和影响因素。
2、建立相应的数学模型和有限元模型，提供球形储罐结构设计和改进的理论依据。
3、揭示大型球形储罐结构在复杂环境下的安全性能，为化工、石油、制药等行业提供重要的参考。
意义：本文研究结果具有重要的理论和实际意义。
首先，可以指导大型球形储罐的结构设计和改进，提高其在复杂环境下的安全性能。
其次，可以为相关行业制定安全规范和标准提供依据。
最后，可以为相关行业提高生产安全水平，减少事故发生提供重要的参考。
LNG储罐在地震作用下弹性罐壁Mises应力理论解
LNG储罐在地震作用下弹性罐壁Mises应力理论解侯钢领;张春龙;贾晓飞;宋天舒【摘要】Seismic responses of the typical LNG inner storage tank with the capacity of 160 000 cubic meters are studied under seismic excitations. The response spectrum theory is compared with those in European standard EN1998⁃4 about the hydrodynamic pressure in the earthquake motion of storage tank with elastic walls. And on this basis, this paper proposes a method of curved surface fitting and applies it to fit such hydrodynamic pressure into a combinatory form of trigonometric function. By the superposition of fitted hydrodynamic pressure and hydrostatic pressure, the Mises stress solution of similar structure under the earthquake action is given based on the thin shell theory. The precision of the theoretically simplified solution in this paper is proven by comparing results from theoreti⁃cal solution of Mises stress in the tank wall with that from ABAQUS coupled Eulerian⁃Lagrangian ( CEL) analysis.%以典型弹性壁LNG储罐结构为研究对象，探讨了该类结构在地震作用下的结构响应。
立式圆柱形储罐地震响应研究的开题报告
立式圆柱形储罐地震响应研究的开题报告一、研究背景储罐作为化工、石油等工业生产中的重要设备，在储存、运输和加工过程中发挥着重要的作用。
然而，储罐在发生地震时往往容易导致破坏或溢漏，严重危害生命财产安全。
因此，研究储罐地震响应对于储罐设计和地震防灾具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究立式圆柱形储罐在地震作用下的动力响应，进一步了解储罐的地震稳定性和抗震性能，并提出相应改进和优化方案。
三、研究内容和方法（一）研究内容本研究将通过以下方面来探究立式圆柱形储罐的地震响应：1. 简述储罐地震响应相关理论，包括结构动力学理论、储罐地震反应理论等；2. 概述现有储罐地震响应研究成果及其局限性；3. 确定立式圆柱形储罐地震响应的计算模型，在此基础上建立储罐地震响应的数值模拟模型；4. 通过数值模拟模型对立式圆柱形储罐的地震响应进行仿真计算，探究储罐内物质在地震中的运动规律和力学响应，以及不同参数（比如储罐尺寸、液位高度等）对地震响应的影响；5. 在分析立式圆柱形储罐地震反应的基础上，提出相应的优化设计建议。
（二）研究方法本研究将采取以下研究方法：1. 文献调研法，对国内外相关储罐地震响应的研究文献进行梳理和分析；2. 理论分析法，对储罐地震响应相关理论及近期新进展进行综合分析和总结；3. 数值计算法，通过ANSYS等软件建立储罐的数值仿真模型，对不同参数下的地震响应进行分析和比较；4. 实验验证法，建立立式圆柱形储罐的地震模型，进行地震模拟试验，并对试验结果进行验证和分析。
四、研究意义本研究的主要意义包括：1. 对立式圆柱形储罐地震反应进行深入分析，为储罐设计提供更为科学、合理的依据；2. 提出优化储罐设计的建议，提高储罐的地震稳定性和抗震能力；3. 为储罐的运输、储存和加工过程中的地震风险评估提供参考依据；4. 对相关领域的发展和进步做出贡献。
五、研究进度安排本研究计划分为以下阶段进行：1. 第一阶段（1-2周）：文献调研，梳理和分析相关研究领域的文献和资料；2. 第二阶段（2-3周）：理论分析，深入研究储罐地震响应的相关理论，并总结新进展；3. 第三阶段（4-6周）：数值计算，建立立式圆柱形储罐的数值仿真模型，并对不同参数下的地震响应进行计算、分析；4. 第四阶段（2-3周）：实验验证，建立立式圆柱形储罐的地震模型，进行地震模拟试验，并对试验结果进行验证和分析；5. 第五阶段（1-2周）：撰写研究报告，总结和分析研究结果，提出优化建议，整理撰写研究报告。
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发酵罐静力学分析及其抗震性能的研究
Fermentation tank statics analysis and research of seismic performance
学位授予单位及代码：长春理工大学（10186） 学科专业名称及代码：机械设计及理论（080203） 研 究 方 向：现代机械设计理论与方法 指 导 教 师：王淑坤 教授 申请学位级别：硕 研 究 士
学号：
S110300412
。 发
7
酵 罐 静 力 学 分 析 及 其 抗 震 性 能 的 研 究
硕士学位论文
发酵罐静力学分析及其抗震性能的研究
姓 名
研究生姓名：吴晓雷 学科、专业：机电工程
姓 名 ： 吴 晓 雷
二○一五 年 五月
分类号：_______ U D C ：__ __
密 编
级：可交流 号：_ _
ABSTRACT
Fermentation equipment is the most basic and the most important equipment in the fermentation factory, fermentation tank fixing on the ground is a biochemical reaction equipment, whose main role is to cultivate all kinds of bacteria and fermentation. Because of the particularity of its function, the structural characteristics requirements and environmental factors must be considered in the design, tanks requires very good sealing, to prevent bacterial contamination. The influence of shock wave such as earthquake is the main environmental factor, therefore the shock resistance must be considered. A kind of fermentation tank has been designed based on 'an enterprise 600000 ton/a corn deep processing' project in this paper. The major structure of the tank is one-piece design, which uses mechanical mixing ventilation, a mixing motor has been installed at the top of tank, which drives the tanks of the impeller; the control sensors at the top of tank is used to monitor and measure the pH of fermented liquid during the process of fermentation, and the changing controller of DO, whose function is to display and control of fermentation conditions, etc. Fermentation tank adopts four braces, each cross section of holder is I-shaped. The finite element analytical model has been found according to the requirements of actual project, static simulation analysis and the P wave, S wave and L wave of earthquake simulated analysis have been carried out through finite element method, getting the result figures of stress, displacement, strain and safety coefficient when fermentation tank is under static effect and earthquake P wave, S wave and L wave. Analysis shows that: the most susceptible location of the fermentation tank is supporting feet root, which has been improved. The statical analysis of fermentation tank model after improvement and simulated analysis of earthquake P wave, S wave and L wave show out that, the improved structure has better stability and vibration resistance. The physical prototypes through the enterprise operation shows that, in this paper, design of fermentation tank structure is reasonable, meeting the design requirements. Keywords: fermentation tank, statics, earthquake, finite element method
目
摘 要 ABSTRACT 目 录
录
第一章 绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1 课题来源及研究的目的和意义 ........................................................................................ 1 1.2 国内外研究现状及主要研究内容 .................................................................................... 6 1.3 本课题的主要研究内容 .................................................................................................. 10 第二章 发酵罐的模型建立及静力分析 .............................................................................. 12 2.1 发酵罐的模型建立 ......................................................................................................... 12 2.2 发酵罐刚度分析 ............................................................................................................. 13 2.3 发酵罐强度分析 ............................................................................................................. 14 2.4 流构耦合的基本原理 ..................................................................................................... 14 2.4 发酵罐的静力分析 .......................................................................................................... 17 2.6 静力分析结果 .................................................................................................................. 20 2.7 本章小结 .......................................................................................................................... 21 第三章 发酵罐的抗震设计 .................................................................................................. 22 3.1 抗震设计的目的 ............................................................................................................. 22 3.2 抗震设计理论 ................................................................................................................. 22 3.3 发酵罐地震 P 波仿真分析 ............................................................................................. 23 3.4 发酵罐地震 S 波仿真分析 ............................................................................................. 25 3.5 发酵罐地震 L 波仿真分析 ............................................................................................. 27 3.6 P 波、S 波、L 波仿真结果对比分析 ............................................................................ 29 3.7 本章小结 .......................................................................................................................... 30 第四章 发酵罐的结构改进 .................................................................................................. 31 4.1 结构改进前分析 ............................................................................................................. 31 4.2 结构改进措施 ................................................................................................................. 31 4.3 结构改进后分析结果 ...................................................................................................... 32 4.4 结构改进前后仿真分析结果对比 .................................................................................. 36 4.5 结构改进后的强度校核 ................................................................................................. 37 4.6 结构改进后的实物使用效果 .......................................................................................... 51 4.7 本章小结 .......................................................................................................................... 52 第五章 总结与展望 .............................................................................................................. 53 5.1 总结 ................................................................................................................................. 53 5.2 展望 ................................................................................................................................. 53 致 谢 .................................................................................................................................... 54 参考文献 ................................................................................................................................ 55