集中供热巴氏杀菌机支撑系统静力学分析及结构优化开题报告

 2021-08-08 01:18:05

全文总字数:3923字

1. 研究目的与意义

随着市场竞争越来越激烈,啤酒行业呈现出规模化和集团化发展的趋势,同时又向着节能、低耗和效益化发展。啤酒是酒类中生产量和消费量最大的酒种,随着人们生活水平的不断提高及社交活动的频繁 , 对啤酒的需求量急剧增加 , 据统计 , 全世界每年消费量已超过 1 亿千升[1]。自2002年啤酒产量跃居世界第一后,中国已经连续7年成为世界上最大的啤酒生产国和消费国[2]。当前,啤酒杀菌多采用的是隧道式巴氏杀菌,基于该杀菌方式的设备称为隧道式喷淋巴氏杀菌机,也称巴氏灭菌机,由法国生物学家路易巴斯德于1862年发明。

而该课题研究的是一台隧道式巴氏杀菌机的支撑系统,由于该杀菌机的生产能力为3.6万瓶/小时,因此杀菌机的支撑系统必须要能承受非常大的压力载荷;如果支撑系统的刚度和强度不足,则会产生过度变形或者是断裂,从而对杀菌机的正常工作造成影响。通过对支撑系统的三维建模进行有限元分析,可以有效的获取支撑系统在不同压力下的变形情况以及应力分布状况,找出支撑系统上最危险的地方,从而采取有效的措施,对杀菌机的支撑系统进行合理的优化设计,提高它的强度和刚度,满足其在正常工作情况下的性能要求。

2. 国内外研究现状分析

国内

随着科技的不断进步,基于ansys的有限元分析已经应用到各行各业之中,任何具有一定使用功能的构件都是由满足要求的材料所制造的,在设计阶段,就需要对该构件在可能的外力作用下的内部状态进行分析,以便核对所使用材料是否安全可靠,以避免造成重大安全事故。下列是国内一些专家学者对一些机器支撑系统的静力学分析以及优化设计。

张自强、王丽[3]等人对基于ansys多功能座椅的静力学分析,他们通过三维绘图软件solidworks对座椅的零部件进行三维建模,并应用模块化设计,对单个模块进行设计和组装,对组装到一起的座椅零件进行调整和改进,并且对对功能座椅的模型进行有限元分析,得出了应力分布云图,当根据人体较大体重添加3000n,可以通过云图看出摇椅的变化在2999到3000pa之间,无应力破坏现象,符合工作条件。由此可知,根据人体的质量添加较大重力时,其应力变化均在承受载荷所允许的范围内,使得该设计满足正常工作要求。

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3. 研究的基本内容与计划

本课题研究巴氏杀菌机的中间支撑系统,长4.6m,宽2.21m,高2.26m;是杀菌的主要区域,在整个支撑系统中一共有8个中间机架。右侧上部的法兰与管道相连接,水通过顶部的水管流入喷淋板对啤酒瓶进行喷淋,根据水温的不同分为预热、加热、杀菌和降温几个步骤。中间机架的上下两层布满链板,链板上布满着瓶装啤酒。该杀菌机的杀菌量是3.6万瓶/小时普通瓶装啤酒巴氏杀菌机,该设备相关的技术参数如下:

有效处理面积:150m2

公称生产能力:36000 b/h

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4. 研究创新点

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