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广东深圳专业三维步态与运动分析系统产品设计公司浅谈过程设备设计中相关设计的应用
-浅谈过程设备设计中相关设计的应用
2019/03/05
简述了目前化学工业和过程设备设计发展的现状,指出传统设计方法的局限性,由此引入了虚拟设计这种全新的设计模式。
结合过程设备设计的特点,对虚拟设计的概念、优势和一般方法作了详广东深圳专业医疗仪器设备工业产品设计医疗?医疗。细的说明。
最后以旋流反应器的设计为例,研究其内部广东深圳专业熏蒸机产品设计公司医疗安全监控系统在医院医疗质量和医疗安全管理应用中的探讨的流场特性,为设备结构的合理化提供理论依据。
展示了虚拟设计方法在具体的设备设计中的应用。

  关键词:虚拟设计 过程设备设计 数值模拟 旋流反应
  
  化工设备的应用领域越来越广泛,设备的结构也是日趋多样化。
各种化工新产品的研制和新工艺的开发必然要有新设备的配合来完成各种单元操作。
这些新设备的应用场合往往具有高温、高压、耐腐蚀等特殊的工艺要求。
按照过程设备设计的基本原则:在保证安全的前提下,尽可能做到经济。
如何保证满足安全和经济方面的要求,是新设备设计中面临的主要矛盾。
常规设计为了满足安全的要求,设计出的化工设备设计余量比较大,造成材料的浪费,经济性不高。
对于新兴特殊的化工设备,都有各自的技术要求,没有现成的资料借鉴。
随着计算机技术和数值分析方法的不断发展,分析设计方法越来越得到了人们的重视。

  一、过程设备设计的特点
  过程设备的设计要满足强度(材料在载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力)、刚度和抗失稳能力(构件在载荷作用下维持原有形状的能力)、耐腐蚀性、密封性能等要求。
做到结构合理、制造方便,实现设备的预定功能(储存量、换热量、反应速率等),达到预期寿命,满足生产要求,提高生产效率和经济效益。
按照现代化学工程的理论,研究动量、质量、能量和化学反应4种过程,即所谓“三传一反”的研究,对于设备结构的合理化广东深圳专业医疗电子产品工业产品设计浅析时尚与产品设计的关系,反应器内部的反应机理的研究起到至关重要的作用。
化工设备所涉及的物料大部分是流体,涉及的过程大部分是在流动条件下进行的。
因此,化工容器设备的结构分析和内部流体传递过程的研究将是进行新设备研发的主要工作。

  二、虚拟设计的一般方法
  虚拟设计开发最主要的特征是开发过程的数字化,用广东深圳专业医用电子工业产品设计工业设计专业培养目标现状分析虚拟的数字化模型代替传统的物理样机。
这样的虚拟样机可以很方便地进行修改和复制,为设备的开发和研究提供了很好的平台。
采用数字化广东深圳专业汕头B超产品设计公司浅谈医疗器械维修管理方式还有利于协同工作的进行,可以同时对新设备进行各个角度的研究。
这样,就大量地缩短了设备的开发周期,减少了开发过程的成本和费用。
虚拟设计是在CAD /CAE/CAM等技术基础上发展起来的,通过采用结构设计、工程分析和制造过程控制的软件或工具,达到设计和制造的要求。
CAD技术是基于二维或者三维实体的几何造型技术,支持产品零部件的详细结构设计和形态分析。
CAE技术主要是应用各种数值分析软件,完成设备的结构分析、传热、传质、能量传递和化学反应过程的研究。
CAM技术旨在提高产品制作过程的数字化控制。
它主要包括3个步骤:前处理、加载求解和后处理。

  三、虚拟设计在旋流反应器设计中的应用
  1.旋流反应器的虚拟设计
  旋流反应器是由旋风分离器和水力旋流器发展而来的,外广东深圳专业医疗设备开发公司工业产品设计工业产品设计中的艺术性加一些辅助设备,可用于高温下二相或三相反应。
通过这种数值模拟方法,可以得到旋流反应器内各个位置上的物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布,以及这些物理量随时间的变化情况,确定旋涡点分布特性等,以达到强化传质传热,增加相际接触面积,提高化学反应的效率或生成物的产率,合理利用反应过程中的能量,降低反应过程的能量消耗,优化整个工艺流程的目的。
该设计过程利用目前国际上比较流行的商用CFD软件包Fluent对旋流反应器的流场分布规律进行了研究。
该反应设备用于该实验室的纳米锌粉制取氢气的过程中,通过对其内部流体传递过程的研究,为结构的合理化提供理论依据。
按照虚拟设计的一般步骤,依据初步的概念设计和规划,建立几何模型,确定求解区域。
将几何模型网格化,把求解区域划分多个互不重叠的子区域,形成网格模型。
对网格模型施加边界条件和初始条件,设定流体材料属性,选择湍流模型,设定求解方法,进行求解计算。

  2.结果分析
广东深圳专业医用仪器外观工业产品设计工业设计及计算机技术的应用思考  (1)压力分布
  静压沿径向由外向内递减,中心轴线附近静压较低,且为负压区。
负压说明了在旋风分离器的中心位置存在真空区。
在中心轴线附近气体沿径向的压力梯度最大,这主要是由于在旋风分离器轴线附近存在着强度很高的强制涡。
沿着旋风分离器的轴向压力降低很小,这就说明相比于切向速度,径向速度和轴向速度显得很小,不在同一数量级上。

  (2)切向速度分布
  在旋流反应器的速度场中,切向速度占主导地位。
颗粒或粉末状的固体反应物在切向气流的带动下做高速旋转运动,并因离心力的作用被甩向外壁面被分离。
在壁面和旋转轴心,切向速度为0。

  (3)径向速度分布
  因径向速度的绝对值较小,很难用实验方法进行测量,但是用数值仿真的方法可以获得比较精确的结果。
外区径向速度向心,内区径向速度向外。

  
  参考文献:
  [1] 余伟炜,高炳军.ANSYS在机械与化工装备中的应用[M].北京:中国水利水电出版社.2006.
  [2] 王海刚,刘石.用雷诺应力模型计算旋风分离器中的气--固两相流动[J].工程热物理学报.2004(9):189-192.
  [3] 胡砾元,时铭显,周力行,等.旋风分离器三维强旋湍流流动的数值模拟[J].清华大学学报(自然科学版).2004.44(11):1501--1504.
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