玻璃鋼鹽酸罐設計時考慮低溫與結冰情況的影響

  玻璃鋼鹽酸罐設計時考慮低溫與結冰情況的影響
  根據復合材料熱膨脹系數的細觀力學分析,確定玻璃鋼鹽酸罐不同鋪設單層的熱膨脹系數;通過ANSYS大型通用有限元軟件,計算了在低溫環境下鹽酸罐內的介質水結冰時由于體積膨脹受到約束而對鹽酸罐產生的應力應變;計算分析了冰塊厚度不同時鹽酸罐的應力應變變化規律。計算結果表明,鹽酸罐溫度降低、水結冰對玻璃鋼鹽酸罐產生不可忽略的附加應力與應變;因鹽酸罐結構設計為變厚度鋪層,導致不同厚度的冰塊對鹽酸罐產生的大應力應變差別不是很大;低溫環境下使用時,建議鹽酸罐設計時考慮低溫與結冰工況的影響。
  20世紀80年代末,玻璃鋼鹽酸罐在化工等領域獲得廣泛應用。隨著材料性能與制造工藝的提高,大型玻璃鋼鹽酸罐已陸續使用。玻璃鋼材料與結構具有優良的物理性能:①玻璃鋼輕質高強,比強度比鋼、鑄鐵和塑料高;②耐化學腐蝕性強,使用壽命長,在儲存腐蝕性介質時,玻璃鋼顯示出其他材料所無法比擬的優越性,可以耐酸、稀堿、鹽和有機溶劑、海水,并耐濕;③設計靈活性大:玻璃鋼結構設計集材料設計與結構設計為一體,可通過改變樹脂系統或增強材料來改變材料的物理化學性能,以適應不同介質和工作條件的需要。通過結構層厚度、纏繞角和壁厚結構和設計來調整結構的各方向力學性能,增大承載能力;④熱性能好,熱導率低,線膨脹系數小,耐燒蝕性好,在有溫差時所產生的熱應力比金屬小得多,是一種優良的絕熱材料。
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