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旋轉圓盤干燥機是一種新型大型間接式干燥設備。國外已廣泛應用于化工、食品及飼料等行業(yè)，國內亦已開始制造和逐步投入運行。該干燥機設計有兩大技術關鍵，干燥機實際傳熱系數的計算，干燥機轉子強度分析和設計。而轉子強度的設計主要包括兩部分：工作圓盤(承壓非標設備)的強度分析，承受內壓和彎曲扭轉載荷的中空軸的強度分析，本研究著重對轉子系統(tǒng)進行分析。
旋轉圓盤干燥機的基本結構如圖所示。在密閉干燥室內，一帶有數十片空心圓盤的轉子緩緩旋轉，蒸汽作為熱介質從轉子空心軸的一端進入，通過旋轉金屬圓盤將熱量傳遞給物料，物料在盤外吸熱增燴不斷蒸發(fā)濕分，凝結的冷凝水從轉子另一端排出。圓盤周邊裝有帶一定傾角的刮板，隨著旋轉不斷將被干燥物料抄起和攪拌，同時將物料從入口一側推向出口一側。恰當地設計干燥室長度、轉子轉速、抄板數量和角度，能達到物料從干燥室一端前進到另一端出口處恰好完成干燥過程。
以某旋轉圓盤干燥機為例。某型旋轉圓盤干燥機的轉子由中空軸和焊接組裝在其上55只。2000mm、厚度為10的圓盤組成，工作狀況下圓盤承受155℃，0.55MPa絕壓蒸汽的作用，是一種典型的非標準承壓部件。該圓盤無法用常規(guī)方法進行設計計算，按照GB150-98標準總論第1.1.5條款，采用三維有限元結構分析進行的應力分析為基礎的設計。干燥機的每個承壓圓盤由兩片圓環(huán)板通過與空心軸及外端的支承圈焊接而成。在直徑為1115及1600mm處，有兩組均布各16及24個拉筋將兩環(huán)板拉緊，形成加強元件。
每塊圓盤上還帶有一塊擋水板，其作用是保證冷凝水順利排出。操作時圓盤受到的蒸汽內壓作用，由拉筋、外端支承圈、圓盤與空心軸連接處及擋水板上的拉力相平衡。擋水板的存在，只使在擋水板附近個別拉筋的受力狀況得到緩和。但在較遠處的大范圍內，擋水板的作用甚小。作為一種簡化，在計算模型中忽略擋水板的作用。這樣的結果是偏于安全的。
計算模型則成為一個準軸對稱實體。考慮載荷及形狀的對稱分布，應用彈性力學相關原理，有限元分析計算模型只取圓盤的1/16。AB面通過焊接固定在中空軸上，該面是固支端，在坐標系XYZ下，約束X，Y，Z向位移。B面在坐標系XYZ下，約束與BAHGFE面垂直的X向位移。同理，DCIIKL面也約束局部坐標系X1Y1Z1下Z1方向的位移。G面及拉筋截面M，N，O，P，根據軸對稱原理，約束在坐標系XYZ下的Z向位移。計算模型的單元劃分采用空間四面體單元。在對模型進行計算機實體建模后，通過程序自動進行網格的劃分與優(yōu)化，并對拉筋周圍的危險區(qū)域作了網格細化。
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