增壓鍋爐用SiC耐火磚墻的工程熱分析.pdf

1、增壓鍋爐作為艦船上常用的動力裝置，具有高效率、高可靠性等優(yōu)點。增壓鍋爐耐火磚墻的材料及結構對增壓鍋爐的性能有重大影響。由于爐墻各構件在結構上相互約束而自由熱膨脹系數(shù)各不相同，溫度變化將導致結構產生熱應力。過大的熱應力會造成爐墻組件的損壞，進而影響鍋爐主體的破壞。因此開展對增壓鍋爐耐火磚墻的相關研究工作，對保證爐墻安全防止鍋爐損壞具有重要意義，同時對于整個艦船的動力裝置經濟性和可靠性的提高也起到重要作用。
　　本文以某實際艦用增壓鍋

2、爐碳化硅耐火磚墻為研究對象，運用傳熱學及有限單元法原理，并結合所測定碳化硅耐火磚的熱物理性能參數(shù)，建立了增壓鍋爐耐火磚墻結構的三維實體有限元模型；仿真模擬了增壓鍋爐在幾種線性及非線性啟動模式、不同升溫速率以及不同散熱降溫條件下的瞬態(tài)溫度場分布，獲得了爐墻各構件在對應工況下溫度場隨時間的變化規(guī)律，并對不同工況下得到的爐墻典型構件的溫度進行了對比分析。
　　在增壓鍋爐耐火磚墻熱應力分析方面，本文利用爐墻瞬態(tài)溫度場分析結果進行了熱應力計

3、算，得出爐墻結構在各種工況下最大瞬態(tài)熱應力隨時間的變化規(guī)律。對增壓鍋爐從啟動到達穩(wěn)態(tài)過程中，爐墻的熱變形和膨脹量進行了計算分析，并分析了碳化硅耐火磚的熱物理性能參數(shù)對爐墻溫度場和應力場的影響規(guī)律。研究結果為爐墻設計及碳化硅磚的研制提供了指導和參考規(guī)范。
　　通過理論仿真計算得到如下主要結論：增壓鍋爐在啟動過程中，升溫速率越快，結構中產生的最大熱應力也越大，爐墻外側對流換熱系數(shù)對不同工況啟動過程下結構最大瞬態(tài)熱應力值影響很?。唤禍剡^