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                                        裙座與封頭熱箱的熱結構耦合分析

                                        發布于:12-25

                                        關于裙座與下封頭熱箱的熱結構耦合分析以及疲勞分析,很多朋友一直感到困惑,有的問塔釜內的傳熱怎么計算,熱箱怎么計算,其它的邊界條件該怎么設置,今天老梁花了幾個小時的時間,把這個曾經的案例弄出來分享給大家。

                                        一:隔氣圈的設置

                                        根據SH/T3098-2011石油化工塔器設計規范,7.3.8的規定,當塔器或塔釜的設計溫度等于或大于350攝氏度時,應在裙座筒體上部,靠近封頭處設置隔氣圈,隔氣圈的位置和形式詳細見標準7.3.8.2。


                                        隔氣圈的設置,與裙座和封頭組合成熱箱,對緩沖熱應力的分布,避免熱應力梯度過大有很大的幫助,特別是存在熱應力疲勞的工況,更應該增加隔氣圈。本例以直徑2000mm的塔器為例,封頭壁厚10mm,內部介質操作溫度400攝氏度,隔氣圈的設置按照SH/T3098-2011標準來進行,保溫層厚度80mm,材料為硅酸鋁。環境溫度20攝氏度,內部介質對流傳熱系數1000W/m2℃,空氣對流傳熱系數12W/m2℃,不同溫度下的彈性模量,導熱系數,熱膨脹系數,本文程序默認,真正計算時請查找材料真實的數據。

                                        保溫和隔氣圈


                                        二:熱箱的熱結構耦合分析

                                        邊界條件:塔釜內進行對流傳熱,保溫外空氣對流傳熱,裙座裸露金屬與空氣對流傳熱,裙座內與裙座外的環境溫度等同,不進行細分。其它邊界絕熱。在操作壓力和邊界條件完全相同的情況下,查看有輻射和無輻射的計算結果:

                                        1.不考慮熱輻射的工況:熱結構耦合分析結果:

                                        熱應力分析:

                                        熱結構耦合分析:


                                        2.考慮熱輻射的工況:熱結構耦合分析結果:

                                        熱應力分析: