通用发酵罐设计与强度分析.pdf

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1、ClassifiedIndex：TH49UDC：621SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeDesignandStrenthAnalysisforaGeneralCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：FermentationTankWeiHongpuProf．YuXinqiSeniorEngineerWangPenghuiAcad

2、emicDegreeApppfiedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Employer：MechanicalEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringDateofOralExamination：May,2014河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完

3、全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：弛蔫㈣～j步铲弘，哆年＼广月旷日Cq年歹月c，日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于诉保密。(请在以上方框内打“√”)靴敝储獬：韶崤≯Df够年r月I厂日⋯～j够寸【唯年声月Ir日摘要摘要

4、发酵技术大规模用于工业生产源于上世纪青霉素等药物的发明，之后扩展到化工、食品、制药、能源等工业领域，已经成为当今工业生产最为重要的生物技术之一。发酵罐是发酵工艺中的关键设备，本文对发酵罐的设计理论和强度进行研究，具有一定的工程意义。参照有关标准和参考资料对lOOm3发酵罐的简体壁厚、封头壁厚进行了设计，采用等面积法对按照标准无法免于补强的开孔接管进行了补强面积的计算，采用传热学理论和实验公式对发酵罐的传热面积进行了计算，对搅拌器进行了设计计算和选型，对其功率进行了计算。在进行设计计算的基础上，采用有限元方法对开孔接管进行了应力分析和安全评定，对直叶带

5、圆盘的涡轮式搅拌器和将搅拌器等效为均质圆盘两种模型的搅拌轴的白振频率进行了计算。通过将开孔接管有限元分析的结果与设计计算结果进行对比发现，按照等面积法计算，有3个接管需要补强，但根据有限元分析结果，需要进行补强计算的5个接管均满足强度要求，而且除了位于筒体上的一个接管之外，均具有较大的安全裕度，说明等面积法对有效补强面积估计不足；通过对搅拌轴的分析发现，叶轮形式对于搅拌轴的自振频率影响明显，在进行搅拌轴设计时，需要予以考虑。关键词发酵罐；搅拌轴；自振频率；开孔补强；有限元分析河北科技大学硕士学位论文AbstractFermentationtechno

6、logybecamepopulationfromtheinventionofmedicinessuchaspenicillin，andthenhasbeenwidelyusedinmanyindustryfieldswhicharechemicalindustry,food，pharmacy,energyeta1．Now,fermentationisthemostimportanttechnologyinthebiologicalindustry．Fermentationtankisthekeyequipmentinthefermentationpr

7、ocess，andstudiesofthedesigntheoryandstrengthforthefermentationtankinthispaperisofasignificantsenseforbiologicalengineering．Accordingtothestandardsandotherreference，thicknessesofthecylinderandthesphericalheadshavebeencalculatedforafermentationtankwhosecapacityis100m3．Areareplace

8、mentmethodhasbeenusedforcalculatingthereinforcementare