電化學(xué)裝置帶集中力罐體的疲勞強度計算及刮板優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在石油需求量和開采難度日益增加的背景下，如何高效地處理油田污水成為油田開采過程中亟待解決的問題之一。電化學(xué)方法因其不向污水中添加額外化學(xué)制劑的優(yōu)點在處理污水方面有著特殊的優(yōu)勢。電化學(xué)方法通過利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生強氧化物質(zhì)與膠體，將污水中雜質(zhì)氧化或者吸附從而達到提高水質(zhì)的目的。
　　然而，電化學(xué)裝置在運行過程中存在著陰極板聚集污垢的問題，這些污垢不僅影響反應(yīng)效率，而且會減少極板的使用壽命。因此需要定期清除污垢以保證裝置正常使用。常用清

2、垢的方法有機械法、超聲波法、化學(xué)法、倒極法等，本課題采用機械方法。
　　由于本課題的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在罐體中而機械法除垢又需要外部提供動力，故罐體在承受內(nèi)壓的同時也承受外部循環(huán)變載荷，此時需要對罐體進行靜強度和疲勞強度分析。應(yīng)用ANSYS的多工況計算功能，獲得了各種載荷狀態(tài)下的應(yīng)力分布，從而評定靜強度;組合不同工況，獲得了罐體的應(yīng)力變化范圍和危險點，應(yīng)用疲勞分析后處理模塊，得到了疲勞損傷系數(shù)，由此評定疲勞強度。通過評價網(wǎng)格密度說明了

3、有限元結(jié)果的有效性。
　　另外，機械法除垢仍然存在著改進的空間。如何準確地模擬機械除垢過程是改進機械除垢方法的基礎(chǔ)。借助刨床加工的切削原理，確定了機械除垢中刮板的運動形式為沿著極板往復(fù)運動;通過分析污垢的形成過程，確定了應(yīng)用土壤本構(gòu)模型來模擬污垢的力學(xué)行為;參考金屬刀具的幾何參數(shù)和加工參數(shù)，確定了刮板的形狀和運行參數(shù)。依據(jù)以上條件，應(yīng)用LS-DYNA完成了機械除垢的模擬?；跈C械除垢的仿真模型，確定機械除垢中刮板與污垢的接觸力最小