RFEM klantproject industrieel filterapparaat

Industrieel Filterapparaat

Het project voor de berekening van een filter/droogapparaat vergde een complete spanning- en vervormingsberekening. Een extra grote uitdaging bevatte het modelleren van de complexe constructie bestaande uit 1.424 vlakken, 158 volumes en 425 staven.

DOWNLOAD HET VOLLEDIGE ARTIKEL ALS PDF

Modelinvoer

Het filter is gemodelleerd met lineair elastische schaal- en volume-elementen. Het bestaat uit de volgende constructieve onderdelen:

vloerplaat
filter onderzijde
container wand met torus-vormige kopdeksel en ringflens vastgemaakt aan de onderflens
consoles op de container wand
ondersteuningsplaat voor agitator
pijpverbinding en hijsogen voor de kopdeksel.
Rondom lopende dunne pijpen
De verbinding van de container en de vloerplaat is een behoorlijke uitdaging geweest voor het modelleerproces.

De ringflens is aan de onderzijde van de plaat aangebracht in de vorm van een volumelement

Het is vastgemaakt aan de vloer-plaat met 53 klembouten M27, die gelijkmatig rondom het apparaat zijn aangebracht om een gelijkmatig voorspankracht te verkrijgen.

Om de ringflens te verankeren aan de vloerplaat met de opgegeven voorspankrachten, een cirkelvormig tegengestelde element is er gemodelleerd als volume element aan de tankwand.

Hierdoor was het mogelijk om de container vloer tegen de conische vloerwand vast te maken.

Om deze conische klemconstructie te modelleren in RFEM, was het noodzakelijk om de contact eigenschappen tussen deze constructieve onderdelen te definiëren in het rekenmodel.

Contact volume elementen, die met elastische eigenschappen zijn gelijkmatig op de hele omtrek aangebracht.

 

Rekenmodel in RFEMLasten

De volgende belastingen zijn er aangebracht op de constructie:

Interne druk voor diverse onderdelen, waaronder de container -1/6 bar,
verticale lasten t.g.v. eigen gewicht en apparatuur
temperatuur -20/200 °C
interne positieve en nega-tieve druk met drukvariaties van 0.0 tot 3.0 bar voor 28,000 lastcycli volgens AD-S1 en S2
agitator lasten voor 2 mil-joen spanningscycli.

Detail van de ring met klembouten

Berekening in RFEM

Vijf combinaties zijn er gemaakt van de verschillende belasting-gevallen. Na de snedekracht berekening is er een vermoeiings-berekenm.b.t. spanning fluctuaties uitgevoerd.

Betrokken bedrijven

Constructeur

Peter & Partner
Ingenieur- und Sachverständigen-ge-sellschaft für Strukturmechanik
Am Sonnenhang 13
D-53804 Much
www.ifs-peter-partner.de

Software:

Dlubal Software GmbH
www.dlubal.nl

RFEM vervormingen van energiecentrale

Energiecentrale in Medupi, Zuid-Africa

De Zuid-Afrikaanse energie leverancier Eskom heeft een van de grootste kolengestookte energie-centrales ter wereld gebouwd, 400 km ten Noorden van Johannesburg in Medupi. Het heeft een vermogen van 4800 MW en bestaat uit zes blokken van 800 MW. De energiecentrale bevat de meest moderne behuizingssystemen voor de reductie van stof. De behuizing-blokken, die een modulaire opbouw hebben, zijn gecombineerd elke 12 blokken met 2 x 7 = 14 onderdelen; elke eenheid is samengesteld uit twee delen (dubbele dozen).
De zes behuizingsdelen, die worden ondersteund door balken, vakwerken en kolommen hebben de volgende afmetingen:

breedte: 36 m
lengte: 48 m
hoogte: 27 m

Eén doos van elk deel is verbonden met een energiecentraleblok.

Doorsnede as D

DOWNLOAD HET VOLLEDIGE ARTIKEL ALS PDF

Berekening in RFEM

Het Duitse ingenieursbureau Prof. Schmidt & Partner, sinds lange tijd een gebruiker van Dlubal software, is door Balcke-Dürr, een Duits bedrijf, dat industriële filtersystemen produceert, opgedragen om een constructieve berekening uit te voeren van het behuizingsysteem, inclusief de benodigde ondersteuningen van de leidingen, en het trappenhuis.
De ondersteuningsconstructie met de globale afmetingen w/l/h = 18m/48m/27m is gemodelleerd in RFEM, omdat het handig leek om het hele model in te voeren in een Eindige Elementenprogramma.
De ingenieurs werden in het bijzonder uitgedaagd door de Zuid-Afrikaanse bouwnormering en –eisen en door de toe te passen profielen en materialen, die moesten worden toegepast.
De zeer uitgebreide database van RFEM heeft goed geholpen bij het vinden van de juiste oplossingen.
Tevens is de constructie berekend door een statische en dynamische berekening, rekening houdend met de verschillende temperaturen en een eventuele aardbeving.
Het rekenmodel bestaat uit 5021 knopen, 809 vlakken, 179 profielen en 8909 staven. De bouw is begonnen in de zomer van 2011.

 Weergave van de Vervorming van de gehele constructie in RFEM (www.p-s-p.de)

Betrokken bedrijven

Opdrachtgever

Eskom Enterprises
Sandton / Zuid Afrika
www.eskom.co.za

Aannemer

Hitachi Power AFRICA Pty Ltd.
www.hitachi-power.com

Onderaannemer, filter systemem

Balcke-Dürr GmbH
Ratingen, Germany
www.balcke-duerr.de

Constructeur

Prof. Schmidt & Partner
Büro für Konstruktiven Ingenieurbau
Kruppstraße 98
D-45145 Essen
www.p-s-p.de

Software

Dlubal Software
www.dlubal.nl

Warmtewisselaar

Het berekende object is een warmtewisselaar, waar bovenop een constructie met een schoorsteen is geplaatst, met een totale hoogte van 60.7 m. De wisselaar heeft een buiten diameter van ong. 5.5 m en een hoogte van 23 m. De schoorsteen, die d.m.v. een conus is verbonden heeft een diameter van d 1.35 m en is ong. 37.7 m hoog. De constructie bestaat voornamelijk uit platen, die zijn verstijfd door buitengelegen stalen profielen. De constructie is aan de binnenzijde bekleed met een brandwerende bekleding, maar die houdt het staal niet volledig vrij van de gegenereerde hitte. Daarom is de constructie berekend voor een temperatuur van + 65°C.
Gebruik van Dummy Rigids voor het model Zogenaamde “Stage brackets” zijn verbonden in twee niveaus aan de schorsteen. Omdat enkel de verstijvingprofielen van de schoorsteen berekend moesten worden en niet de brackets, zijn deze brackets staven als “dummy rigids” gemodelleerd. RFEM gebruikt stijve koppelingstaven als dummy rigids, waarvoor men scharnieren en andere eigenschappen kan definiëren. Zij kunnen niet gecontroleerd worden, maar het is toch mogelijk om snedekrachten te tonen van deze staven.

Peter en Partner

DOWNLOAD VOLLEDIG ARTIKEL ALS PDF

Spanningscontrole, Stabiliteits- en Trillingsberekening

Naast de algemene spanningscontrole van de verstijvers en het plaatwerk onderworpen aan de opgelegde druk, moest er een stabiliteitscontrole worden uitgevoerd van de profielen en de totale staalconstructie Voor de complexe stabiliteitsberekening hebben de ingenieurs de RFEM Add-on module RF-STABILITY, die de eigenwaarde berekening uitvoert.
Omdat het object is gebouwd in een aardbevingsgevoelig gebied en omdat de trillingen volgens de eisen van de producent buiten een bepaald bereik moeten blijven, is RF-DYNAM gebruikt om de trillingen te controleren. Tenslotte is ook de module PLATE-BUCKLING gebruikt om het plaatmateriaal te controleren op plooi.

Peter en Partner

RFEM Warmtewisselaar vervorming

Betrokken bedrijven

Constructeur

Peter & Partner
Ingenieur- und Sachverständigen-gesellschaft für Strukturmechanik
Am Sonnenhang 13
D-53804 Much
Tel.: +49 (0)2245/600077-0
www.ifs-peter-partner.de
info@ifs-peter-partner.de

Software

Ing.software Dlubal
www.dlubal.com