基于ANSYS Workbench的泵体法兰强度分析

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应 用 技 术-1 蕾温度相对较低 .应选用与热泵系统配合使用的适应低水温的井屠冻散热器4.过滤器和电子除垢仪 的选 型 由于风源热泵循环系统为开放式系统 .系统水与大气环境接触.加之煤矿回风中粉尘大的实际情况 ，为保证机组进水清洁、延长系统使用寿命 .应选用全自动过滤器和电子除垢仪两套设备处理循环水，能有效克服煤矿回风粉尘大、易造成热泵循环系统堵塞的不利影响四、风源热泵系统运行效果和社会、经济效益1.实际运行效果 东庞矿北井在 2008年 11月 26日使用矿井回风换热器结合地源热泵系统进行供暖.全部实现办公楼供暖、矿井井口防冻的功能(1)矿井回风热交换器，运行状况正常，热交换器进水温度为：8℃-12℃。出水温度为：13℃～16℃。

降尘 100 g/min(3)井屠冻散热器运行正常，出风温度为：28℃36℃，冬季最冷时，副井井 口进风温度 15℃左右。

(4)建筑物内风机盘管运行正常，办公室、库房温度为冬季 19℃ 28℃。夏季 21℃ 24℃2.经济及社会效益(1)风源热泵系统运行 4年来 .供暖期用 电量平均为197500 kW·h.成本为47.4万元：传统的燃煤锅炉需要 4吨锅炉 1台，耗煤量 0.68 t/h.供暖期费用为 137万元 与燃煤锅炉相比.风源热泵系统.-个供暖期可节约运行成本 89.6万元 .夏季制冷期可节约 19-2万元 .年节约供热制冷费用 108.8万元(2)采用风源热泵系统代替燃煤锅炉.每年减少燃煤 1958.4 t，减少 CO2排放 5131 t，减少 S0216.7 t。减少了对大气的污染；同时热泵机组及水泵采用低噪声设备 .运行时噪声在 32分贝 而普通机组噪声约64分贝.降低了噪声污染(3)风源热泵机房内设备自动化程度高，系统运行时洁净卫生 ，免维护性强.可实现无人值守.节约了人力资源五、结语东庞矿北井将矿井回风中的热能回收作为热泵的热源，解决了北井建筑供暖、井屠冻问题 .取代了燃煤锅炉陈旧的供暖方式，实现了能源循环使用.同时减少了CO 和粉尘等的排放 .改善了矿山环境。按照 2012全国煤炭年产量30亿吨计算.预计全国矿井总回风量 23033 m3/s。

可利用热量 10516386 kW 相当于年节约 2589万吨标准煤，减少 CO 排放 6535万吨/年，同时减少粉尘排放 7156万吨/年 ，环境 效益非常 明显 .具有非常广阔的推广前景 。

(作者单位：冀中能源股份有限公司东庞矿)12啜瓤阿 20137基于ANSYS Workbench的泵体法兰强度分析康春雨 田利凯前言'---I 本文论述的核电站某泵为底部吸水.径向出水.单级、单吸立式离心泵 。安全等级为 RCC-P3，规范等级为 RCC-M3.质保等级为 QA2 负责设备采购的工程公司采用长期驻厂方式进行设备监造.监督设备制造质量。制造过程中难免会出现某些问题.而这些问题恰恰需要在泵安装运行后才能暴露出来，因此，采用有限元分析软件模拟、分析设备在各使用工况下的状态是有利的。作为主流的CAE软件 .具有强大的仿真过程 ANSYSWorkbench平台便是我们选用的对象之-二 泵体法兰简介1.泵体法兰设计参数 该泵泵体采用双蜗壳结构设计.其泵体法兰为 ANSI B16.5 150LB法兰.与泵体同时铸造成型.材料为 J92205(ASME SA-995标准)，其抗拉强度 Su655 MPa，屈服强度 Sy415 MPa，基本许用应力S163.5 MPa。设计压力Pd1.6 MPa，试验压力 P12.4MPa。

2.泵体法兰尺寸减薄情况 在精加工工序完毕后进行尺寸检查，实际检查结果为人口泵体法兰尺寸合格 .出口法兰尺寸减保减薄原因可能是在浇铸过程中由于铸造型芯不正.产生形位变形或者铸造缺肉等其他铸造缺陷造成 以下则不考虑尺寸合格的进口泵体法兰.仅分析减薄的出口泵体法兰理论设计如图 1所示.出1：3泵体法兰的法兰盘厚度 25 mm。

DN150 mm。大径 dP279.5 mm。法兰凸台直径 qb216 mm，高 1.6 mm。

螺栓孔 8× 22.5 mm且背部锪平 40 mm 左右筋板厚 12 mm.分别距泵的出I：1中心线 100 mm、115 mm。实物尺寸减薄如图2模型图 1出 口泵体 法兰局部图所示 ，最薄尺寸22.80 mln。

。0-0o o1o㈣ 图2出1：3泵体法兰尺寸减薄位置三 泵体法兰减薄强度分析l泵体法兰的受力分析 考虑安装运行的实际情况.对泵体法兰受力进行分析，设计工况、运行工况 、试验工况时均承受三个外力，分别为泵体内介质压力形成的力 F、法兰结合面的密封力 Q、螺栓的总作用力 P(1)泵体内介质压力形成的力 F。泵体内介质压力形成的力 F，力图使法兰的结合面分开，作用于距内壁的 O处，其值近似地认为上等于：nF xtxp(N)厶 式 中：D为法兰 内径 .150 mm：t为把合螺栓间距，92.418 mm：