套筒式熱風(fēng)爐流場數(shù)值模擬及強度分析.pdf

1、套筒式熱風(fēng)爐是一種加熱空氣輸出熱風(fēng)的熱源設(shè)備，其高效節(jié)能的特性適應(yīng)了時代的發(fā)展，被人們廣泛應(yīng)用。本文介紹了套筒式熱風(fēng)爐的工作原理，以及相關(guān)傳熱原理和流體力學(xué)原理，并根據(jù)熱風(fēng)爐的特點選擇了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。
　　本文運用ANSYS協(xié)同仿真平臺Workbench對套筒式熱風(fēng)爐內(nèi)流場和溫度場進行模擬分析。首先，運用CAD軟件Pro/E建立熱風(fēng)爐三維結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)計算機數(shù)據(jù)處理能力對模型進行適當(dāng)簡化，利用ANSYS與Pro/E的數(shù)據(jù)交換功

2、能將熱風(fēng)爐模型導(dǎo)入ANSYS中，建立熱風(fēng)爐的有限元模型。
　　其次，對有限元模型進行流場分析，計算出套筒式熱風(fēng)爐內(nèi)空氣和煙氣的流場、溫度場的分布，為熱風(fēng)爐熱分析提供溫度條件。通過對套筒式熱風(fēng)爐進行熱分析，得出熱風(fēng)爐的溫度分布，然后把求得的溫度場作為結(jié)構(gòu)靜力分析的溫度載荷進行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到熱風(fēng)爐爐體各部分所受的熱應(yīng)力和熱變形。
　　本文基于熱風(fēng)爐承受溫度載荷和重力載荷的特殊性，突破了傳統(tǒng)的應(yīng)力分析與校核方法，根據(jù)JB4

3、732-95進行了應(yīng)力分類，并選取重點區(qū)域?qū)犸L(fēng)爐輻射筒上密封板進
　　行了應(yīng)力等效線性化處理，處理結(jié)果表明輻射筒上密封板在各個路徑上都是安全的。
　　最后，根據(jù)JB4732-95壓力容器分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對熱風(fēng)爐應(yīng)力較大部位進行了強度校核，除了上煙管處熱應(yīng)力過大，其余部位均符合強度準(zhǔn)則。
　　應(yīng)力場的分析結(jié)果表明，熱應(yīng)力的大小不但取決于結(jié)構(gòu)的溫度，還受結(jié)構(gòu)的約束影響;熱應(yīng)力突變沒有發(fā)生在溫度最高的部位，而是發(fā)生在溫差比較