基于Ansys的球磨机干燥设备有限元热力耦合分析.pdf

基于Ansys的球磨机干燥设备有限元热力耦合分析 Thermal structure finite element analysis of the beam of ball mill drying equipments based on Ansys 王海洋，姚芳萍 Wang hai-yang, yaO Fang-ping （辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，锦州 121001） 摘  要：文章基于Ansys有限元分析软件对球磨机干燥设备中的梁在不同载荷情况下进行了热力耦合分 析。根据分析结果可知，给定梁的结构和尺寸只有在所受压力为10吨时，其热力耦合分析的 结果才能满足使用要求。若要使其承受更大载荷，则需根据实际情况进行结构改造。分析结 果对梁的结构改造有着重要的理论指导作用。 关键词：Ansys；球磨机干燥设备；梁；热力耦合 中图分类号：U415.52         文献标识码：A  文章编号：1009-0134(2013)08(上)-0068-03 Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2013.08(上).21 0 引言 球磨机是物料被破碎之后再进行粉碎的关键 设备。它被广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型 建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿 以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其他可 磨性物料进行干式或湿式粉磨。长远来看，球磨 机仍将是该行业的主要设备，其相关研究已经受 图1 梁及其装置结构图 到了高度重视，并取得了丰硕成果。而物料经球 辊支撑，在罩子之外的梁与室温空气直接接触， 磨机粉磨后必须进行干燥，因此，对球磨机后续 梁的内部流动冷却水（假设流入水温为22度，流 干燥设备的研究也非常必要。 出水温为80度），梁的中部受到重物施压。在此 如果需要对选矿设备进行技术革新，升级设备 情况下通过有限元分析观察梁的变形，从而确定 自动化水平，有时需对其中的球磨机后续干燥设备 其合理的尺寸和结构。 进行改造，以图1中所示梁为例，为了保证设备安 对梁进行有限元分析时需作如下假设： 全可靠，对其结构进行有限元热力耦合分析。 1) 单根梁的承重与梁成线接触； 1 软件介绍 2) 梁上介于高温气体和室温空气之间的部分所 2 Ansys软件是融结构、流体、电场、磁场、 受的气体温度为500度，对流换热系数为25W/m ● ℃； 声场分析与一体的大型通用有限元分析软件。 3) 在热分析过程中，温度载荷是以热对流形 它能与大多数CAD软件接口，实现数据的共享 式设置。 和交换，如Pro/Engineer、Nastran、Alogor、I— 3 有限元分析 DEAS、AutoCAD等，是现代产品设计中的高级 在Ansys中，首先对梁进行有限元建模并划 CAE工具之一。所以选择Ansys软件作为对干燥设