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设计充气膜式沼气气柜的实验研究
- 2021-12-16-

  有实验基于充气膜沼气气柜储存技术,经过对实物模型试验的研究,验证并且得出了如下结论∶

  1.对索网及张拉膜结构,采用非准确逆解析方法计算合理零应力态,从弹性平衡态求零应力态,可以满足平衡方程、物理本构方程,但不符合准确几何方程,可得到近似零应力态。通过正向预张力分析可得到新的平衡的预应力态,此预应力态与找形平衡态、弹性平衡态相当接近;

  2.对充气膜式沼气气柜的结构,其基本方法与张拉膜一致。但在结构分析时,因封闭体气体符合理想气体状态方程PV=nRT,宜考虑此耦合非线性。基于充气预应力概念,常对于给定解析或数值描述曲面,可基于给定目标形态,由充气压力来找平衡形态的对应张力,然后便可由给定目标形态求零应力态、弹性平衡态以及载荷分析态;

  3.试验中,分别模拟了沼气产生、沼气压力增加、沼气压力减小时等状态,通过增压泵调节外室气压,可以实现内室气压稳定。这也体现了充气膜结构在沼气气柜储存技术中具有自重轻、出口气压稳定等优点;

  4.通过分析测量数据,可知实际模型外形曲线并非理想圆曲线,而是存在一定偏差。实际外形曲线与设计曲线的上部基本一致,而在模型底部,由于受钢框架的制约,充气时变形与设计有所偏差;

  5.受焊接缝合影响,膜内应力分布在缝合线处及中分线处有所偏差,因而产生应力集中,相应的外形也有区别。比较两处实测外形曲线,可知两者之间外形轮廓较为一致,但在气压较小时,膜片缝合处变形较中分线处大。而随着沼气气柜气压的增加,中分线变形逐渐超过缝合线。