发酵罐(又称为反应器)一般指工业或农业上用来进行微生物发酵的装置。在气候炎热的热带地区,发酵罐优势有二：第一,温度优势,对发酵的温度进行合理控制(一般发酵温度在35℃—38℃左右)；第二,农业废弃物(蓄禽粪便,甘蔗叶、香蕉茎等)的循环利用,可以减少环境污染。尤其是搅拌式发酵罐以其独有的沼气发酵优势具有被广泛应用的前景,因此对沼气发酵罐的运行方式和结构进行研究是很有必要的。为了获得较好的产气效果,设计了一种搅拌式沼气干法发酵罐,保证物料与微生物在发酵过程中能得到均匀混合,实现厌氧微生物与物料很好的结合。本课题对搅拌式发酵罐的搅拌组件、叶片等关键零部件在设计的基础上,作进一步理论上的研究分析。根据受力分析,利用CAE技术及有限元软件ANSYS Workbench对这些部件进行静力学分析、动力学分析,为搅拌式发酵罐的结构优化和性能改善提供了理论依据。(1)利用三维建模软件Solid Works对搅拌式发酵罐各部件进行三维建模,并装配成装配体,对其进行干涉检查,确保各零部件之间无干涉,为后续分析提供模型支持。另外对发酵罐模型进行了简单的运动仿真,得到搅拌器组件的运动速度,为后续分析提供数据支持。(2)对搅拌器组件进行静力学理论分析和有限元模拟,得到了搅拌器组件的应力、应变云图,在传动轴处应力集中明显,出现最大应力,应力值为183.38MPa;叶片中间变形比较明显,最大变形为10.237mm。(3)对搅拌器组件进行动力学理论分析和有限元模拟,得到了搅拌器组件的前10阶固有频率和临界转速。研究了搅拌器组件在力的作用下的谐响应分析,得到了搅拌器组件的应力、位移响应曲线。(4)基于搅拌器组件静力学动力学分析对其进行优化,优化圆整后搅拌器组件尺寸如下：叶片厚度13mm、叶片长度170mm,支撑杆宽度45mm,,传动轴连接圆盘(支撑轴连接圆盘)宽度25mm,,传动轴连接圆盘(支撑轴连接圆盘)直径400mm。