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基于CAE技术的化工设备设计

作者:Simwe    来源:互联网    发布时间:2012-07-12    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

某公司生产中的中间槽发生了腐蚀穿孔现象,被迫停产改造。由于屡次发生这种现象,因此重新设计制造非常必要。中间槽存贮的液体主要是四氯化碳,由于生产过程中原料有氯气,因此液体中含有少量的氯,溶于水中形成5%的盐酸。生产过程由于是化学反应,因此温度在50 -60'C。原有设备是采用321不锈钢,液体中含有的微量盐酸能腐蚀碳钢和绝大多数不锈钢。不能长时间耐腐蚀。盐酸不能腐蚀塑料材料,但是由于四氯化碳是有机溶剂,与乙醇、醚、乙醚可以任意比例混合,对许多有机物,如脂肪、油类等有较好的溶解性能,亦能溶解硫、磷、卤素等无机物。因此否定使用塑料材料的可能。虽然可以考虑采用能抗腐蚀的特种不锈钢,但是经过供应部门向市场调查后,发现很难买到这类材料。经分析借鉴同行的经验,使用铁来作为设备的材料。

1 设计分析

1.1钦的性能

1.1.1密度小,比强度高

金属钦的密度为4.51岁cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度高于铝合金和高强合金钢。

1.1.2弹性模量低

钦的弹性模量在常温时为106.4G MPa,为钢的57%o

1.1.3导热系数小

金属钦的导热系数小,是低碳钢的五分之一,铜的二十五分之一。

    1.1.4杭拉强度与其屈服强度接近

    钦的这一性能说明其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高,表示了金属钦材料在成形时塑性变形差。由于钦的屈服极限与弹性模量的比值大,使钦成型时的回弹能力大。

    1.1.5耐热性能好

    新型钦合金可在600℃或更高的温度下长期使用。

    1.1.6耐低温性能好

    钦合金 TA7( Ti一5A1一2.5Sn),TC4(Ti一6A1一4V)和Ti-2.5Z r一1.5M o等为代表的低温铁合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。

    1.1.7耐腐性性能

    钦是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钦在许多介质中很稳定,如钦在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀 的。这是因为钦和氧有很大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钦表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了铁基体不被腐蚀。即使由于机械磨损 也会很快自愈或重新再生。

    这表明了钦是具有强烈钝化倾向的金属;介质温度在315`C以下钦的氧化膜始终保持这一特性。

    为了提高钦的耐蚀性,研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注人和激光处理等表面处理技术,对钦的氧化膜起到了增强保护作用,获得了所希望的耐腐蚀效果。

    1.2设备的设计要求


    设备放置于生产厂房的二楼,楼层高约4m。考虑到设备底座、设备顶部、底部要安装的阀门所

占的空间,客观要求设备不能高过3m,否则就要打穿楼板。

2 设计尺寸初步确定

    2.1设备的经济尺寸的选择

 
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