回轉圓筒式烘幹機是對大量物料進行烘幹最常用的設備，具有運轉可靠、操作彈性大、處理能力大以及適應性強等特點，廣泛應用於食品、飼料、化工、醫藥、礦山、冶金和建材等行業，富通新能源生產銷售滾筒烘幹機、氣流式烘幹機等幹燥烘幹機械設備。
回轉圓筒式烘幹機的設計計算多采用文獻[1]和文獻[2]的方法，對模型進行簡化、hongganjiqiangduhegangdudejisuan，qijieguoduoweijinsizhi，buzhiguan，yebunengxianshigebujianjijubudeqiangduhegangdu。suizhejisuanjijishudefeisufazhanjiyouxianyuanruanjianderiquchengshu，liyongjisuanjiduidaxingfuzashebeijinxingshejihexiaoheyichengweifazhanqushi。
ANSYS軟件是集結構、熱、流體、電磁場、聲場和耦合場分析於一體，由美國ANSYS公司開發研製的大型通用有限元分析軟件，現已通過美國核安全局及20種專業技術協會的認證，第一個通過了我國壓力容器標準化技術委員會認證並在國務院17個部委推廣使用。用戶涵蓋了機械、能源、電子、水利、土木建築、交通運輸、航空航天、生物醫學、教學科研等領域。
1、回轉圓筒式烘幹機的結構
本文所分析的回轉圓筒式烘幹機（如圖1所示）主要部件有換熱管、支撐板、支撐板坐換環、滾圈、滾圈墊板、齒圈、齒圈肋板、加強圈、管箱支棍、簡體以及管箱等。
1.1烘幹機的基本幾何參數
總長/mm: 23310
內徑/mm: 3800
壁厚/mm: 17
進料端蓋厚/mm: 45
出料端蓋厚/mm: 40
管板厚/mm: 40
支撐板厚/mm: 20
齒圈肋板厚/mm: 20
坐環/mm: 50×50
熱管根數／根：168
模型整體傾角：2/100
換熱管具規格如表1所示。
1.2 烘幹機的基本操作參數
進料溫度／℃：88
出料溫度／℃：135
蒸汽溫度／℃：183
蒸汽壓力／MPa:1
1.3材料選擇
烘幹機簡體、換熱管、支撐板、進料端蓋、滾圈墊板、坐環、加強圈、管箱等部件的材料為316L，肋板材料為16MnR，齒圈材料為ZG45，滾圈材料為SCM440。所有材料的材料屬性如表2所示。
2、模型簡化和有限元模型的建立
2.1整體模型
為準確模擬烘幹機的實際結構，本分析采用按實際尺寸建立的整體分析模型。為減小解題規模，除滾圈、齒圈和滾圈墊塊用實體單元模擬外．，qiyuquanbucaiyonglianghuokedanyuanmoni，guanbancaiyongchuantongguifanlibeixueruolededangliangban，tongshijianlilezhiyouguanxianghehuanreguandejubushitiyouxianyuanmoxing。zhengtimoxingrutu2所示，部分有限元模型如圖3-圖5所示。
2.2單元類型選取及有限元網格劃分
在有限元模型中，分別采用ANSYS中的SHELL63殼單元（主要用於模擬烘幹機簡體）、BEAM189梁單元（用於模擬換熱管及管箱的支撐杆）和SOLID45體單元（用於模擬滾圈、齒圈等）；在傳熱分析中，采用了與結構計算相對應的熱單元為SOLID70體單元。為保證計算結果的準確性，劃分網格時應保證單元在任何兩個方向上的尺寸比例不超過1：7。劃分網格後，烘幹機整體結構共有55636個單元，其中SHELL63單元14896個，BEAM189單元36708個，SOLID45單元4032個，結點總數為93612。
2.3約束方式
烘幹機左右兩個滾圈的底部各有一對與鉛垂線分別成280約束方式，還各有一對與鉛垂線成28。dezhichengtuolun，hongganjizuogunquandeyoubianyouyigedanglun。liangduizhichengtuolunduizhenggehongganjiqidaozhuyaodezhichengheyueshuzuoyong，danglunqifangzhihongganjizhouxianghuadongdezuoyong。yinci，zaijinxinghongganjidejiegoufenxishi，fenbiezailianggegunquanyutuolunjiechuchuyueshuchuizhiweiyiheyicedeshuipingweiyi、danglunyugunquanjiechuchuyueshuzhouxiangweiyi，zaizheyangdeyueshukenenghuizaochengjisuanjieguozaiyueshudeweizhichuxianjubuyinglijizhong，yushijiyinglifenbuyouxiechayi，danbuhuiyingxianghongganjidezhengtijisuanjieguo。
2.4載荷條件
烘幹機所受的載荷有自身質量、物料質量、蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)力(li)及(ji)溫(wen)度(du)。對(dui)於(yu)溫(wen)度(du)載(zai)荷(he)，本(ben)文(wen)僅(jin)考(kao)慮(lv)烘(hong)幹(gan)機(ji)在(zai)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)溫(wen)度(du)分(fen)布(bu)，因(yin)此(ci)對(dui)烘(hong)幹(gan)機(ji)換(huan)熱(re)管(guan)和(he)管(guan)箱(xiang)的(de)溫(wen)度(du)場(chang)進(jin)行(xing)了(le)穩(wen)態(tai)熱(re)分(fen)析(xi)（包括熱對流和熱傳導），並對各種載荷共同作用下的強度和剛度分別進行了計算。這些載荷工況組合為：
1)空載工況，烘幹機僅受到自身的質量作用；
2)機械載荷工況及烘幹機受自身的質量、120%的正常操作量的物料與內壓載荷作用；
3)設計工況，烘幹機受自身的質量、120%的正常操作量的物料、內壓及溫度載荷作用；
4)事故工況，烘幹機受自身的質量、200%的正常操作量的物料、內壓及溫度載荷作用。
以下對4種工況簡稱工況l、工況2、工況3和工況4。
對烘幹機出口端管板及換熱管溫度場進行分析時，殼程介質溫度為135℃，對流換熱係數取a=200W／m2．℃，管程蒸汽溫度為183℃，對流換熱係數a= 50W/m2．℃，管箱和筒體外部有較厚的保溫層，計算時按絕熱條件近似處理。
3、計算結果與分析
有限元計算分兩步進行：首先計算烘幹機的溫度場，對管箱（如圖3所示）和所有換熱管的局部實體單元模型做穩態熱分析，得到換熱管和管板（見圖6所示）的金屬壁溫分布。圖6為溫度沿管板厚度的分布曲線，圖7和圖8為計算得到的換熱管和管箱的溫度分布雲圖。然後，將計算結果作為溫度載荷加到主要由梁、殼單元組成的整體模型中，進行結構熱應力計算以及整體模型在各種組合載荷工況的計算。計算結果見表3所示，部分雲圖如圖9-圖12所示。
由表3可見，烘幹機在工況2下的最大應力強度為53. 4MPa，同工況1相比，這是由於管箱受到1MPa的內壓造成的，中心最大撓度為1.284mm：工況3下的最大應力強度為284MPa；工況4下的最大應力強度為243MPa，其最大應力強度值均發生在支撐板上。將工況3和工況4與工況1和工況2進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)發(fa)現(xian)，存(cun)在(zai)溫(wen)度(du)載(zai)荷(he)時(shi)，烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)局(ju)部(bu)應(ying)力(li)強(qiang)度(du)遠(yuan)大(da)於(yu)隻(zhi)有(you)機(ji)械(xie)載(zai)荷(he)作(zuo)用(yong)時(shi)的(de)應(ying)力(li)強(qiang)度(du)，而(er)這(zhe)一(yi)局(ju)部(bu)的(de)溫(wen)度(du)應(ying)力(li)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)線(xian)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)的(de)差(cha)異(yi)所(suo)引(yin)起(qi)的(de)，而(er)機(ji)械(xie)載(zai)荷(he)（即使是過載的事故條件下）對結構整體應力的影響並不顯著。
4、結論
1)對4種載荷工況計算結果的比較可以看出，工況4為最危險工況。
2)對(dui)各(ge)種(zhong)載(zai)荷(he)引(yin)起(qi)的(de)應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)和(he)應(ying)力(li)水(shui)平(ping)的(de)對(dui)比(bi)顯(xian)示(shi)，溫(wen)度(du)應(ying)力(li)對(dui)烘(hong)幹(gan)機(ji)強(qiang)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)大(da)，因(yin)此(ci)采(cai)取(qu)一(yi)定(ding)的(de)保(bao)溫(wen)措(cuo)施(shi)將(jiang)有(you)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)烘(hong)幹(gan)效(xiao)率(lv)和(he)結(jie)構(gou)強(qiang)度(du)。
3)烘幹機主要材料316L在設計溫度(135℃)下的許用應力強度為117. 3MPa，計算機械載荷工況下的最大應力強度53. 2MPa< 117. 3Mpa。由於溫度引起的應力屬二次應力，根據文獻，其最大應力強度可用3倍的許用應力強度控製，即可滿足243MPa<3×117. 3=351. 9MPa，因此，該烘幹機滿足強度條件。
4)計算表明，該烘幹機的整體位移小於文獻[2]規定的要求，即最大相對撓度小於0. 3mnl／m，滿足剛度條件。
相關烘幹機產品：
1、滾筒烘幹機
2、氣流式烘幹機
