题目：过程装备压力容器综合实验装置设计及仿真
一、选题背景和意义
背景：外压容器稳定性实验是过程装备与控制工程的基本实验，目前全国100多所高校都设置了该项实验。通过实验能使学生测定圆筒形容器在外压作用下失去稳定时的临界压力，并能观察到薄壁圆筒丧失稳定后的形态。目前各高校使用的实验装置普遍存在的问题：一方面，盛装外压圆筒试件的实验容器都采用金属制作，外压圆筒试件失稳瞬间及失稳后的形态都不能被观察到；另一方面，安装比较繁琐，较多的安装部件影响了实验的精确度。此外，实验介质普遍采用油和水，对实验装置和环境产生了诸多污染。根据目前这种情况，需要研制新型的外压失稳实验装置。
另外，传统的压力容器爆破实验是一种破坏性实验，要有用于爆破的实验容器，耗费比较高，且无法观察爆破口的形貌，不能对断口形貌进行分析，无法满足实验要求。而爆破片装置的目的正是为了防止压力容器出现超压或过度真空，保证压力容器的安全，同时也保证操作的正常性。
综合以上，设计一套包括内压薄壁容器应力测定实验与外压薄壁容器稳定性实验并加装爆破片的综合实验装置以满足实验需求。
二、国内研究现状
北京化工大学实验改革和实验理念指导下,根据过程装备与控制工程专业特点和基本要求 ,研制开发了2套多功能综合实验装置。所谓多功能是指装置既是一套教学实验装置,又是一个科研的实验平台;所谓综合是指能在装置上进行多个实验。采用多功能综合实验装置可以显著减少专业实验装置投资,有效提高装置的利用率,容易开发出设计型和研究型实验 ,有利于培养学生的动手能力、创新意识和科研素质。目前这2套多功能综合实验装置已在全国推广,同时取得了国内实用新型专利。
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