新型挠性管板余热锅炉的传热分析及强度评定

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能源危机以来,余热利用技术得到了迅速的发展和广泛的工业应用,在能源节约方面起着十分重要的作用。本文针对目前的研究现状,通过数值模拟的方法,对新型挠性管板余热锅炉的传热及强度进行了深入研究,主要包括以下几方面的内容:  (1)通过CDF计算流体力学软件模拟,发现相较于刚性管板结构,挠性管板结构的传热系数和传热效果均提高了3倍左右。挠性管板结构比刚性管板结构对流体的扰动作用更大,传热效果更佳。在相同进口条件和管壁条件下,挠性管板结构的对流换热系数更大。  (2)利用有限元分析软件ANSYS来模拟挠性管板余热锅炉在实际操作工况下应力场,并对其进行了强度评定。研究了工况条件下稳态温度场的分布,采用间接耦合法,将稳态温度场作为温度载荷与实际机械载荷一同施加在模型上,最终计算出实际操作工况下设备的应力场。通过对应力场的分析,校核了35mm和45mm两种挠性管板厚度,两种不同厚度的管板在应力强度评定中均满足要求。  (3)在相同的工况下,刚性管板余热锅炉的计算管板厚度为169.77mm,远大于本文所设计的35mm及45mm两种厚度值,说明挠性管板结构在更小的管板厚度下能承受相同的工况载荷,大幅降低了余热锅炉的制造成本和加工难度。  本文通过对上述问题的研究,完成了新型挠性余热锅炉传热及强度评价工作,同时与刚性管板结构进行了对比分析,对于这种新型余热锅炉做了较为全面的分析,为以后该型余热锅炉的应用提供了有价值的理论参考。
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