流化床壳体及加强筋强度计算与Ansys模拟分析.pdfVIP

第4期总第200期No.4TotalNo.200

2025年7月Jul.2025

doi：10.3969/j.issn.1008-8261.2025.04.003

流化床壳体及加强筋强度计算与Ansys模拟分析

12

邵立承，李琛

（1.山东天力科技工程有限公司，山东济南250000；2.齐鲁制药有限公司，山东济南250000）

摘要：干燥流化床作为化工、能源领域中重要的干燥设备，具有薄壁壳体与不规则外形的特点。在承受气固两相流动的动态

载荷时，设备容易发生变形。设备的强度不仅影响其运行的稳定性，还直接关系到设备的安全性。因此，合理的设计至关重要，

它既能保证设备的强度，又能兼顾经济性。通过对设备的受力分析和力学理论的总结，本文提出了一种薄壳类流化床壁厚及

加强筋的简便有效计算方法，并通过ANSYS模拟分析验证了该方法的可行性。在工程实践中，这种方法能够快速有效地实现

流化床壁厚及加强筋的设计，在保证设备强度的前提下，尽量优化设备的经济性，从而确保设备运行的稳定性和安全性。

关键词：薄壳；壁厚；加强筋；不规则形状

中图分类号：TQ051文献标识码：A文章编号：1008-8261（2025）04-0010-03

0前言

流化床干燥器的结构形式多样，通常包括以下

几部分：均压壳体、气体分布装置、物料流化壳体、气

固分离壳体、进料与出料装置，部分型号还配备有换

热装置。在调试初期，流化床设备内部压力变化较

大。由于其壳体较薄，若加强筋布置不当，使得壳体

刚度不足。在压力变化下，壳体容易出现“喘息现

象”，这不仅会影响设备寿命，严重时还可能引发安

全问题。

1计算模型

设备壳体表面被加强筋分割成若干矩形块。在

保证加强筋强度的前提下，挠度计算和应力计算只

需针对单个矩形块进行即可。图1受力分析及挠度、应力模拟结果

1.1平板选择计算模型Fig.1Forceanalysisandsimulationresultsof

平板计算分为大挠度板计算和小挠度板计算，deflectionandstress

两者的区分条件为挠度与板厚的比值是否小于0.2。

本文所述流化床均为非危害介质常压设备，设备在（2）平板计算公式。薄平板本身质量较轻，可忽

使用过程中可产生较大变形以释放应力。因此，平略重力影响。得到四周固定型均布载荷薄平板的挠

板挠度计算属于大挠度板计算范畴。然而，经过度及应力计算公式如下：

4

cqb

ANSYS模拟分析发现，按小挠度板计算的结果能够3()

f=3（1）

满足工程要求，故选用小挠度板计算作为流化床挠Eh

式中：fqch

为挠度；为均布载荷；为挠度系数；为

度计算模型。假定梁强度足够时，计算