太阳能玻璃钢沼气罐体结构设计玻璃钢沼气罐罐体分上、下两部分,均为半球形。其结构如和所示。为了保证良好的密封性,罐体、进料口、出料口连接处均采用不饱和聚脂树脂粘合形成一体,上半球和下半球之间用螺栓连接,并灌注不饱和聚脂树脂,使之形成一体。
玻璃钢沼气池罐体的壁厚初步计算玻璃钢沼气池罐体壁厚的计算按沼气罐内可承受的最大气压进行,然后按外部承受最大的压力进行校核。根据薄壳理论,壁厚的计算公式为:设计温度下所用玻璃钢的环向许用拉伸应力由试验确定,K为安全系数,取为K=3)。
有限元分析为了能够进行有限元分析,使用Solidworks软件建立实体模型,其坐标系为球形沼气罐体的中心,模型的壁厚为玻壳理论的初步计算值且是均匀的,即为4mm,然后使用Cosmosworks进行有限元分析,查玻璃钢罐体的加工工艺,手工糊制的抗压强度为180MPa.根据分析结果,对罐体危险点的壁厚进行调整,然后再进行分析,直到满足要求为止。本文调整的最大厚度达到8mm.
实体模型的建立在Solidworks中建立实体模型如,分别对上罐体和下罐体进行分析,因为上下罐体的分析方法相同,本文仅对上罐体的分析方法进行阐述。沼气罐上体的属性与受力根据力学模型,上罐体的受力在没有沼气气压的情况下最大,受力如表2所示。
太阳能加热部分的水温保持在50~60℃,可以假定在传热过程中,加热部分及导热管内的水温为恒定值,水温为55℃;b)由于罐体与导热管在组装时,与罐体外表面直接接触,假定将不饱和聚酯树脂和玻璃钢罐体作为一个整体进行传热计算,传热方式为平面接触传热,求出平均传热壁厚;c)由于沼液的成分复杂,其比热容难以测定,我们可以按照水的比热容进行计算,沼液的密度取0.95×103kg/m3;d)秦皇岛地区冬季的气温较低(-15~-5℃),由于采用玻璃钢作为沼气罐体材料,沼液的温度在没有加热装置的情况下,温度在10~15℃,而沼气发酵液的中温发酵温度为30~35℃,当沼液温度达到24~26℃时就可以正常供气,可以取加热前沼液的温度为13℃,需要将沼液加热到25℃。
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