FRP复合材料电解槽结构设计及有限元分析文献综述
2020-04-15 16:53:22
整体浇铸聚合物混凝土电解槽是应用于有色金属湿法冶炼工艺中的新型设备,其采用整体浇铸一次成型工艺制作而成,以耐酸性能优异的乙烯基树脂、连续级配的耐酸石英砂骨料作为原材料,具有整体耐腐蚀、整体绝缘、强度高、整体抗渗性好、电能损耗小、生产效率高等优良特征。这种新型电解槽在国外已经普遍推广应用,据不完全统计,过去的 20 多年间,这种新型电解槽用量已突破 4 万台,为企业创造了巨大的经济效益。
目前国内电解行业中应用的电解槽主要有三种:混凝土电解槽、塑料电解槽和手糊玻璃钢电解槽。
混凝土电解槽是由钢筋混凝土构成的槽体骨架提供主体强度,由铅皮、沥青、塑料(或橡胶)或玻璃钢作耐腐蚀衬里,二者通过特定的工艺组合到一起制成的电解设备 。
塑料电解槽以通用改性聚烯烃(MPO)(MPE)为原料,经复合改性,基本满足电解槽体强度、刚度、抗冲击、耐腐蚀和抗热变的要求;电解槽体,包括进液口、溢位口、放液口等结构,均为总体结构一次成型,无二次拼接、无缝无焊,保证了结构性能的一致性和可靠性;槽体尺寸按用户生产现场的安装尺寸设计制造;抗蚀、抗渗,工作寿命 10 年以上,废旧可以回收。但是该种电解槽采用注塑成型,成型设备昂贵,塑料易变形,需通过加强材料外部加强,塑料热变形温度低,使用受温度的限制。因此,塑料电解槽应用较少,只用在耐腐蚀性要求高的地方。
手糊玻璃钢电解槽是用玻璃纤维(包括玻璃布、毡等制品)作增强材料,用合成树脂作为粘合材料,用一定的成型方法将材料粘结在一起,而制成的一种复合材料。它具有轻质高强、绝缘、绝热、优良的耐腐蚀性能等特点。
本课题通过不同级配的树脂混凝土性能测试,并结合生产实际,找出最优的树脂混凝土配比。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}本课题重点是通过解析法、有限元分析法对电解槽进行设计计算,并通过不同温度下的实验验证。通过比较,在解析法中三边固支一边自由的计算结果比三边简支一边自由的计算结果更接近实际测量结果。有限元计算中,树脂混凝土有加强筋和没有加强筋的计算结果几乎一样。有限元的计算结果与解析法计算结果比较,有限元计算得出的数据比解析法计算结果接近实际测量数据。研究的内容具体为以下: