2025年流热场及热应力场耦合计算VIP免费

流热场及热应力耦累计算1 建模由于管子含有对称构造，因此原始管子构造对称面的二分之一作为热场计算模型模型，为了方便热应力的计算，热场计算模型又认为分割为三个部分几何模型2 热场计算边界和成果2.1 计算边界参数（1）水物性参数（国际单位） 温度 K 密度 kg/m3 热容 j/kg-K 粘性 pa-s 热导率 j/m-k 473 863 4532 1.34e-4 0.57 523 794 4815 1.07e-4 -- 573 712 5502 9e-5 --- 623 674 5502 7.1e-5 -----（2）水进口速度旁路管路截面积 1.2868dm3x2 流量 697000lb/h=43.9kg/s 水温 504K（231℃） 密度 0.834kg/dm3 得流速 2.5m/s蛇形吊管总共 153 根，总截面积 0.13854dm3x153=21.2dm3总流量与旁路流量之比为 28:72，得总流量 271055lb/h=34.155kg/s 水温 583K(310) ℃密度 0.696kg/dm3 得进口流速 0.231kg/s（3）管子周边环境温度取 330℃2.2 仿真计算成果管子外壁与内壁温度云图内部温度局部放大图管子大部分区域温度相对均匀，只有主管中部导数第二个出水管附近蛇形吊管与主管壁温差最大，云图颜色也是没有过分颜色变化的部位，温度梯度也大，也容易形成热应力。管子内部温度云图管子内部速度云图管子内部旁路水管出口位于主管中部导数第二个出水口附近，冷水从旁路水管流出后由于失去了旁路管壁对冷水流动的约束作用，对主管壁产生冲击冷却作用，由于冷水速度不是很大，加上水的粘性阻力非常大，对主管冷却作用重要集中在冷水出口附近。管子内壁速度云图局部放大从图中能够看到，旁路水管在流动过程中不停通过开孔位置慢慢流出，与主管热水慢慢混合，避免主管壁被冷水激冷激热，如果条件允许，整个旁路水管应当做成一种整体管路构造，可能更为适宜。3 热应力分析计算成果开孔位置水流开孔位置水流下面图中的热应力计算是几何模型黄色的那一段管子热应力仿真计算成果，这段管子正好处在热场温度分布最不均匀的位置。 管壁表面及轴向剖面应力强度云图从图中能够看到最大应力点位于管壁右边数第二根到第五根蛇形吊管根部附近，此处正好是冷热水交汇之处 蛇形吊管轴向及纵向剖面应力云图蛇形吊管根部应力最大点在 127MPA-145Mpa 之间第二模型几何模型，纵向剖面温度云图及局部放大云图旁路管末端附近出口水流直接流向主管管壁，激冷激热造成蛇形吊管根部温度急剧变化，热应力集中将会更加明显。第三模型几何模型 管壁温度云图管路剖面水流速度矢量云图旁路出水口正对主管出水口...