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模具仿真网格及其在优化设计上应用.pdf

脱硫吸收塔设计【7张图/12500字】【优秀机械毕业设计论文】

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脱硫吸收塔设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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英文翻译封面-吴庆2009.doc---(点击预览)

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文献资料

高精外观薄壁塑件模具设计.pdf---(点击预览)

精密复杂塑料模具的选材及热处理.pdf---(点击预览)

法向等厚旋转曲面体的模具型腔计算.pdf---(点击预览)

模具数控加工编程技巧.pdf---(点击预览)

模具成形缺陷及其原因.pdf---(点击预览)

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文献资料-吴庆 2009.doc---(点击预览)

提高模具寿命的方法.pdf---(点击预览)

常用塑料模具钢的发展现状及应用.pdf---(点击预览)

基于Pro_E的罩壳零件的造型及模具设计.pdf---(点击预览)

典型盒形件的成形工艺及模具设计.pdf---(点击预览)

A0-喷淋层部装图.dwg

A0-脱硫吸收塔总装图.dwg

A0-除雾器部装图.dwg

A3-冲洗管支撑块.dwg

A3-喷淋管1.dwg

A3-喷淋管2.dwg

A4-加劲板.dwg

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关键词：: 脱硫吸收塔设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，21页，12500字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
实习报告一份。
课题申报表一份。

图纸共7张，如下所示
A0-喷淋层部装图.dwg
A0-脱硫吸收塔总装图.dwg
A0-除雾器部装图.dwg
A3-冲洗管支撑块.dwg
A3-喷淋管1.dwg
A3-喷淋管2.dwg
A4-加劲板.dwg

目录
1 绪论 1
2 总体方案论证 2
3.脱硫塔总体设计 3
3.1 脱硫塔结构组成 4
3.2 脱硫塔主要结构参数确定 4
3.2.1 浆液高(a) 4
3.2.2烟气进口底部至浆液面距离(c) 5
3.2.3 烟气进出口高度 5
3.2.4 烟气进口中心至第二层喷浆管距离(b) 5
3.2.5 最上层喷浆管至第一段除雾器高差(d) 5
3.2.6 除雾器冲洗水喷头距除雾器间距( f ) 5
3.2.7 搅拌器设置高度(h) 5
4 喷浆部分设计 7
4.1 喷浆管的设计 7
4.2 喷头的选择 7
4.3 喷浆管的支承 8
5 除雾部分 9
5.1 除雾器 9
5.2 对除雾器的要求 9
5.3 除雾器的形式 8
6 防腐 11
7 制作 12
7.1 底板的预制 12
7.2 壁板的预制 13
7.3 顶板预制 14
7.4 构件预制 14
8 安装 15
8.1 大型机组吸收塔概况 15
8.2 安装工序 15
8.3 基础划线、底板梁及底板安装 15
8.4 吸收塔壁板及加强筋的安装 15
8.5 变径段的安装 17
结论 18
参考文献 19
致谢 20
附录 21

脱硫塔设计
摘要:考虑到对煤种及锅炉负荷的适应性、运行与维修的方便性、吸收剂的廉价性和来源广范性、副产品具有的综合利用价值性 (即使抛弃搁置也无二次污染)，在比较了几种不同工艺的特性以及它们中国的实际应用情况之后，本文选择了顺应吸收塔发展潮流的喷淋塔作为设计对象来实现石灰石－石膏湿法烟气脱硫。这套工艺采用了脱硫、除尘和就地强制氧化同时完成的高性能化组合塔型。设计塔内烟气的流速为3 m/s ，液气比为18 L/m3，钙硫比为1.04。喷淋塔主体、除雾器和再喷淋层依次垂直布置，这样塔的整体布局将会更加紧凑，占地面积较小。对于脱硫产物石膏,则采取了回收与抛弃兼容的处理方法。塔内脱硫工作流程为：经释热降温后的烟气自下而上的进入吸收塔的逆流段，与依靠重力降落的高密度循环喷淋液滴进行高效接触，气液两相在空间完成传质和吸收的过程。然后洁净的烟气经过除雾器的除雾和再热器的加热后从烟囱中被释放到大气当中去。吸收浆液在塔下部的氧化槽中被氧化成石膏浆液，然后进入石膏浓缩脱水系统。

关键词：湿法烟气脱硫，脱硫塔，石灰石－石膏法

Design of desulfurize tower
Abstract:Considering the adaptability to coal type and loads, the convenience of operation and maintenance, the relatively cheap and easy-obtaining absorbent,the comprehensive utilization of by-product (no secondary pollution, even abandoned gypsum), after comparing different technical process features and the application situation in China, the spray scrubber, which is the developing trend of absorption tower, is designed for CaCO3-CaCO4 wet flue gas desulfurization in this paper. The technology uses the high-performance integral spray scrubber, in which the function of desulfurization, dedusting, and forced oxidation on the spot are possessed simultaneously. The designed velocity of flue gas in countercurrent section is 3m/s. The liquid/gas ratio is 18L/m3 and Ca/S ratio is 1.04.Spray tower, mist eliminator, reheater are arranged one on top of another vertically, therefore the tower area layout of it is more compact and the occupied land area is smaller. For the desulfurization products,gypsum, the treatment of part being recovered and part being abandoned was adopt. Working principle of it is that the flue gas flows upwards into the scrubber countercurrent section after heat being released and temperature being lowered, reacts with high-density circulating slurry drops downwards fallen by gravity, gas and slurry two phases finish the process mass transferring and absorption reaction. Then the clean flue gas passed through mist eliminator and reheater, and discharges to the lower oxidation sump, and then enters gypsum concentration and dehydration system.

KEY WORDS: wet flue gas desulfurization(WFGD), desulfurize tower, limestone-gypsum technology

一、设计内容
脱硫吸收塔的整套详图设计
主要内容有：
1. 吸收塔进出口烟道以及喷淋层的详图设计
2. 吸收塔各部件的加工工艺
3. 吸收塔总体装配图的绘制

二、设计依据
1. 课题来源：江苏宇杰钢级有限公司
2. 产品名称：脱硫吸收塔
3. 部件制件：进出口烟道以及喷淋层
4. 制件材料：Q235 Q345E
5. 生产纲领：大批大量
6. 批量：本设计制造一座
7．加工内容：制作满足图纸要求的工件

三、设计要求
1．气液间扰动强烈，吸收阻力小，对SO2的吸收效率高；
2．结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；
3．不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；
4．气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；
5．设计图样总量：折合成A0幅面在2张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过
程要求：装配图需提供手工草图；
6．毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。
7．查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
8．到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
9．撰写开题报告。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1．设计成果要求
1）毕业设计说明书 1 份
2）吸收塔总装配图 1 张
3）喷淋层部装图 1 张
4）除雾部装图 1 张
5) 其他零件图不少于7 张
2．外文资料翻译（英译中）要求
1）外文翻译材料中文字不少于3000字。
2）内容必须与毕业设计课题相关；
3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。

脱硫吸收塔设计

内容简介：: 第 20 卷第 17 期系统仿真学报 20 17 2008 年 9 月 2008 4574 模具仿真网格及其在优化设计上应用崔振东1,2，王希诚2（舟山 316000; 大连 116023) 摘要：建立了一个面向优化设计应用的模具仿真网格平台。把该平台划分为仿真网格资源层、基础支持工具层、优化模型资源调度层和仿真网格应用层四个层次，并介绍了各层的主要功能和相关实现技术。基于该平台，发展了一个优化设计网格计算方法，以利用网格环境中充足的仿真资源，协同解决复杂的注塑模优化问题。并利用该算法，对收款机上壳浇口位置进行了优化设计。结果显示：所建立的仿真网格平台能够满足优化设计的需要；所开发的网格算法合理、高效。关键词：网格计算；优化设计；仿真网格 ; 网格计算方法中图分类号：文献标识码： A 文章编号： 10042008) 17, . 16000, 2. 16023, A of on a on by of on by is 言1网格将互联网上分散在不同地理位置上的资源充分利用起来，协同解决复杂的大规模问题，从而实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源等的全面共享。网格环境强调的是对计算机、软件、数据以及其他资源的直接访问，而不仅仅是文件的共享。网格技术能够提高仿真资源的重用性和仿真运行的容错性，为构造大规模复杂仿真系统提供支撑。模具仿真网格的功能是以安全、高效和合理的方式利用网格环境中闲置的仿真资源，协同解决复杂的模具优化设计问题。以塑料、橡胶为代表的聚合物材料由于其优良的加工性能和使用性能在许多领域得到广泛应用，目前其体积消耗量已超过钢、铜、铝的总和。但是由于高聚物成型过程的复杂性，长期以来高聚物成型加工过程的控制和模具设计主要依赖于工程人员的经验和技巧，具有较大盲目性，致使模具及高聚物产品的设计与制造周期长、成本高、档次低。随着新材料和新的成型方法的不断出现，问题更加突出。因此，注塑模仿真优化设计具有重要的现实意义和理论意义。收稿日期： 2007 修回日期： 2007金项目：国家自然科学基金 (10590354) 作者简介：崔振东 (1975-), 男 , 河南新乡人 , 博士 , 研究方向为网格计算 , 协同设计 , 分布式虚拟现实 ; 王希诚 (1946-), 辽宁大连人 , 教授 , 博导 , 研究方向为网格计算 , 优化设计。高内聚、低耦合、功能完善的层次结构是建立高性能优化设计仿真网格平台的基础和保障。同时开发基于网格环境的高效优化设计算法以尽可能缩短的设计开发周期，也是网格平台所追求目标。基于以上分析，本文建立了一个四层结构的模具仿真网格平台，并重点介绍了各个层次主要功能及相关实现技术；基于该网格平台，提出了一种基于改进型遗传算法的网格优化设计算法，以利用网格环境中的大量闲置的仿真资源，有效地缩短优化设计时间。 1 模具仿真网格平台本文以基础，建立了一个四层的模具仿真网格平台，其体系结构如图 1 所示。该平台包括仿真网格资源层、基础支持工具层、优化模型资源调度层和仿真网格应用层四个层次。真资源层该层由大量经过网格化封装的仿真资源构成。仿真资源主要包括具有快速正向设计、快速逆向设计、快速仿真、快速原型制造、快速制模、快速服务等功能的硬件设备及其相应的软件等组成。硬件资源包括大型机、集群、服务器、数据库以及各种的模拟器、仿真仪器、和仿真设备，软件资源则包括各种商业化软件和函数库、仿真模型库和底层数据库等源码程序。第 20 卷第 17 期 20 17 2008 年 9 月崔振东 ,等：模具仿真网格及其在优化设计上应用 2008 4575 网格服务入口优化模型资源调度层口位置优化翘曲优化冷却系统优化气辅成型优化础支持工具层资源管理安全机制代理服务数据管理文件传输图 1 模具仿真网格的层次结构如何在原有的仿真资源基础上作尽可能少的改动，即可实现仿真资源的网格化封装3，是仿真网格需要解决的首要问题。对于大多商业化软件，目前还不能直接实现对它们的网格化共享，要根据各软件的特点进行有针对性的封装或者二次开发。一般采用言和可扩展标记语言软件资源进行封装，形成标准的仿真网格资源模块。这些封装起来的仿真网格模块主要包括以下几个文件：网格服务部署描述符、网格服务接口文件、网格服务实现文件等2。术允许码和其他语言写的代码进行交互，使得原有的源码程序 (例如 C、 C+、序等 )仅需作极少的改动就可以与序兼容，大大降低了现有资源网格化的难度。本文后面模具浇口位置优化设计中用到的网格仿真节点模块，就是在网格计算节点上封装了郑州大学橡塑模具国家工程研究中心开发的流动仿真模拟程序。础支持工具层由盟开发的是目前众多大型网格项目所使用的开发工具。在模具仿真网格平台上的主要为基础的开发工具，利用它提供的资源管理、安全管理、数据传输和信息服务等功能，实现对仿真网格资源的高效、安全、高可靠性的使用。它是仿真网格的核心中间件，能够把网络上分布、异构、动态的大量仿真资源无缝地映射为虚拟化的网格服务。供资源分配、过程创建、监控以及管理服务4通过为需求提供唯一的标准接口以及为 “作业 ”的执行而使用远程系统资源，化了对远程系统的使用。远程作业提交与控制工具，它使用一种高级的资源规范语言指定命令，并且将他们映射到本地的调度程序及计算机。 7能够为网格通信提供保密性、完整性和回放保护，并为网格用户提供单点登录和权限委托的能力。时支持传输层的安全性和消息级的安全性。了提高性能，默认设置为传输层的安全性。息服务能够提供与网格资源相关的信息8，目的是实现资源的发现、选取和优化。数据发现机制和轻量目录访问协议(合，提供一种可扩展的网格信息服务。是议的一个扩展，能够为高带宽广域网提供优化的、高性能、安全的、可靠的数据传输保障。为使用务器进行第三方文件传输的控制和监控提供接口，使得客户端对传输的控制在网格服务内部即可进行。复制定位系统维护并提供对逻辑名称相关的数据项到目标名称映射信息的访问。化模型资源调度层该层主要是开发适合网格环境特点的算法，把用户任务进行合理的分解，以实现计算任务和网格资源的高效匹配。任务分解的原则是保持子任务之间尽可能的独立，以确保在子任务的执行过程之中相互之间没有消息的交换。同时，对执行仿真计算任务的网格节点进行实时监控，及时实现对失败的任务转移，以增加任务执行的可靠性，提高仿真网格平台的服务质量。通过使用资源池和任务池，提高了网格资源的服务质量和利用率。优化设计通常是一个反复迭代、逐步趋近于最优解的过程。如何合理且高效地利用网格环境中分布、异构和动态的仿真网格资源，以达到提高网格计算效率、缩短优化设计时间的目的，也是在网格平台上开发优化设计功能所亟待解决的一个重要问题。基于单处理器的串行程序和多处理器的并行程序的设计方法都不能够适应网格环境要求，所以需要设计适合于网格环境的新型计算方法和相应的设计方法，以满足网格实用化的要求。本文在注塑模仿真网格平台上开发了基于信息熵的多种群遗传算法的网格计算方法。该方法把每一代产生的新个体放入网格任务池中，并实现与资源池中资源的动态匹配，提高网格平台的执行效率。真网格服务应用层该层主要负责实现特定的网格服务接口，提供给网格用户以友好、方便的人机交互界面。它屏蔽了复杂的优化模型第 20 卷第 17 期 20 17 2008 年 9 月系统仿真学报 2008 4576 和调度算法的实现以及繁琐的网格资源的使用过程，并针对不同的网格用户群的特点，通过网格门户为用户提供可定制的、个性化的网格接口。网格门户建立精细化、分级的用户权限管理，通过安全管理域、功能、角色等多个纬度进行细分，实现对用户功能的继承与分类。对安全日志进行全面的收集和监控，通过所收集到的日志数据，准确定位不安全的诱因，为网络平台的安全使用提供可靠保障。建立标准化管理技术，通过 2 模具仿真网格上注塑模浇口位置优化算法具浇口位置优化注塑模模具设计中，浇口位置是一个关键的设计变量，制件的质量好坏很大程度上取决于浇口位置。一个不合理的浇口位置将会导致过压、高剪切率、很差的熔接线性质和翘曲等一系列缺陷。通过对决定浇口位置的主要因素的分析，把浇口位置优化视为一个多目标优化设计问题： E( ) ( ) , 1, ,4(1) 其中，设计变量 x 为对应浇口位置坐标；1()=x ，充填阶段的入口注射压力；2T T= x ，充填结束时制件的温度差异；3()x ，过压单元百分比；4()=x ，过热单元百分比。通过引入加权系数法，将式（ 1）多目标优化问题转化为如下单目标优化问题： 1 ). 25in +=) 、、、分别为入口压力、过压单元百分比、过热单元百分比和温差的权重；为浇口位置的可行空间。式 (2)是一个多约束的优化问题模型，为了提高优化效率，通过用准精确惩罚函数法将问题 (2)最终转化为序列无约束优化问题9： ) ( ) )1=+ +=xx x(3) 为一个取值为 103， 105的整数，为惩罚因子， ()hg x 为约束函数， t 为约束个数对于遗传算法，通常要将式 (3)转化为如下适应值最大化问题 ) - ( )4) ()F x 为的适应值函数， C 是一个大的正数，以确保 ()F x 在计算过程中为正值。于信息熵的空间收缩技术本文在演化设计模型 (4)中引入信息熵，用来控制遗传迭代中搜索空间的变化，演化模型中信息熵的参与有助于使遗传中蕴藏着的进化目的性得到强化10。引入信息熵后的演化模型如下： )1)1. 1 011p = =x，(5) 其中，12(, ,., )为信息熵， m 为种群个数， (1,2, )= 为最优解落在第 g 个种群的概率， ()F x 为目标函数，也是式 (4)中的适应值函数。当最优解x 落在第 g 个种群时， 1 , 0( )sp ，有() ()*1= 样，式 (5)就与式 (4)等价。式 (5)中用信息熵 H 衡量优化过程中最优解落于哪一种群的不确定性。最初，最优解落于各种群的概率均等，即1 , 1, 2, , ， H 取最大值。随着优化的进行，这种不确定性将减少，及 H 都将随之变化，当在某种群得到最优解时，不确定性减为零，熵 H 取极小值，即H = ，这时，问题 (5)的最优解x 也就是问题 (4)的最优解。真网格算法的执行流程由于每个个体的仿真过程中，相互之间没有信息交互，按照优化设计仿真网格平台任务划分的原则，把每一代新产生的个体分配给当前网格环境中性能最优的 p 个节点同时进行仿真模拟。同时采用多种群的策略，以减少早熟现象的发生。该网格算法的流程如图 2 所示。选择优化接口，提交参数：请求网格节点数量 p、种群数量 M,种群规模 N,收敛精度置迭代器 i=0主控节点产生初始种群 j),j=0,.个种群独立地产生初始个体 k),k=0,. M*任务分成相应规模的后分配给这些节点，并启动这些节点开始计算 ,把他们的状态标示为时为每个计算节点启动一个任务监控者来监控其执行情况运行注塑仿真程序，求取各个个体的响应值，完成后把结果提交给主控节点运行注塑仿真程序，求取各个个体的响应值，完成后把结果提交给主控节点运行注塑仿真程序，求取各个个体的响应值，完成后把结果提交给主控节点主控节点如果发现有节点执行任务失败，标示其状态为把它的任务转交给资源池中性能最优的空闲节点，标示其状态为有节点成功提交了结果，就标示其状态为所有任务都成功提交，记录个体编号及其适应值，转下一步网格资源池中行记录和网格日志，优化设计结束主控节点置 i=i+1，执行选择、交叉、变异；并把产生的新个体放入到任务池中。优化设计网格算法流程图第 20 卷第 17 期 20 17 2008 年 9 月崔振东 ,等：模具仿真网格及其在优化设计上应用 2008 4577 3 利用仿真网格实现的注塑模浇口位置优化实例以下为一个收款机外壳，壁厚为 3有限元网格划分如图 3 所示。共包括 1337 个网格节点， 2234 个三角形单元。注塑材料为丙烯腈苯乙烯 80模具材料为图 3 收款机上壳的网格划分运行析模块，得到一个推荐浇口位置 A (利用本文所建立的网格算法，经过 7 次进化后收敛，得到最优解为 B(表 1 显示了分别以这两个位置为浇口进行填充仿真所得到的各个目标函数值。表 1 优化设计结果浇口位置最大入口压力 (过压百分比 (%) 过热百分比 (%) 温差 (C) A 中可以看出，除了温差比荐位置稍大之外，其余几个指标都有较为明显的改善。分别以 A 和用行填充仿真模拟和翘曲分析，结果分别如图 4 和图 5 所示。从中可以看出，采用优化的结果，能够有效地减小模具的不规则变形。图 4 A 为浇口时的变形图 5 B 为浇口时的变形为了便于对比性能，网格平台中采用了性能和单机相同的计算节点进行优化设计。优化设计过程单机的运行时间约为 6490 秒。在仿真网格平台上使用 2 个节点的运行时间需要约 3739 秒，为单机的当使用 5 个节点协同计算的时候，总的优化设计时间约为 1908 秒，仅为单机计算时间的图 6 显示出了在网格环境下优化设计时间与网格节点数量的关系。从图 6 可以看出：在仿真网格平台上进行优化设计，能够有效地缩短设计时间；优化设计时间随着使用节点数量的增多而减少，但减少的幅度在逐渐变缓，其主要

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