经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

倒伞型曝气机有限元分析及优化设计

发布于:2016-02-09 19:48
有限元分析

      表面曝气机是污水处理系统的关键设备。最早应用于荷兰DHV公司由Pasveer博士1967年发明的Carrousel氧化沟。国外大多数公司如EIMCO、SpansBabcockbv和Landus-trie公司生产的倒伞型表曝机的叶轮都采用大角度倒锥、宽叶片直辐射布置,整机结构型式基本上是一致的,叶轮焊接结构略有不同,而叶轮的水力几何参数,圆锥体的锥角、叶片都很相近。目前国内外用得最多的是美国EIMCO公司的OXYRATOR倒伞型表曝机,其次是荷兰Spaans-B型,大型表曝机叶轮直径基本都是 3500mm、 3750mm,功率是90kW、110kW和132kW最多,少数用160kW。
      由于技术落后和国外的技术封锁,目前,我国大功率倒伞表曝机仍然主要依赖进口。据不完全统计,自1996年至2002年,我国建造的16座卡鲁塞尔2000型氧化沟污水处理厂,使用EIMCO公司的OXYRATOR型叶轮直径 3500mm至 3750mm,功率90kW至160kW的表曝机共118台。究其原因,主要是有关表面曝气机搅拌、推流、充氧等理论匮乏、研究滞后,限制了我国有关产品的改良和发展的步伐,同时也阻碍了民族工业的发展壮大。所以开展表面曝气机推流搅拌和充氧方面的理论研究,开发出性能优良、能耗较小、价格低廉的产品意义深远。
      研究通过有限元分析的方法,从研究搅拌叶片的应力和应变入手,来优化搅拌叶片的流线和厚度,进而提高曝气机的充氧动力效率,为曝气机的优化设计另辟了一条蹊径。
倒伞型曝气机的主要参数如下:8个弧形叶片,叶轮直径3500mm,8个连接板,电机功率132kW。其结构示意图如图所示。
      曝气机具有充氧、推流和搅拌性能,反映这些性能的主要指标是充氧动力效率和底部流速。其中最主要性能指标是充氧动力效率OE(kgO2/kW·h):
      其中,OR是在室温和一个标准大气压下的氧气传输速率(mg/L/h),C*O2是试验时的氧气饱和浓度,这里假设为常数。KLa(20)为标准条件下的氧气传输体积系数(m3/h)。
      速度与叶片的流线、厚度关系密切,而且叶片的流线也是影响搅拌功率的一个主要因素。因此为了更好的研究叶片的流线和外形,从叶片的应力应变研究入手,对叶片的形状和厚度进行优化设计。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!

tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------