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捋不同材料和冷却介质的耦合换热效率-服务发电机组

不同材料和冷却介质的耦合换热效率-服务发电机组

在热流载荷作用下图解大手印,冷却介质的流动换热和结构材料的隔热综合作用使结构温度降低的比率。高温隔热板结构两个换热壁板内外侧的温度差和隔热效率随热流载荷的变化曲线。
两种结构的换热壁板内外侧的温度差和隔热效率均随着热流载荷的增大而增大剑玉,而隔热效率最终趋于平稳,这是由于冷却结构和材料恒定时零号特工,其冷却介质的换热能力存在一个饱和值,华全水泵在达到饱和之前,察猜随着热流载荷增大,隔热效率在逐渐增大,当达到饱和后,随热流载荷增大,隔热效率增大幅度减小并逐渐趋于平稳;TC4钛合金材料的结构内外侧温差和隔热效率均明显高于304不锈钢材料结构,这是由于隔热板结构的隔热效率受结构材料热导率和冷却介质的换热能力共同影响,TC4钛合金的热导率比304不锈钢低至尊修罗。高温结构的总响应为热响应和机械响应的叠加细胞食物,对于结构和材料恒定的冷却结构,若产生的热应力较奥巴桑乔小北虹高级中学,则会相应的增大结构的机械承载能力。因此,对不同材料的结构有必要对其热响应进行分析,以对结构的承载能力进行有效的评价,最终优选出相对合适的结构材料。
热应力与材料的杨氏模量和热膨胀系数均呈正比关系张羽熙,要想减小热应力,需选择杨氏模量和热胀系数较小的材料。对于本文采用的TC4钛合金和304不锈钢宗天意,TC4钛合金的杨氏模量和热胀系数均小于304不锈钢,在相同热物性条件下,理论上可知TC4钛合金产生的热应力要小于304不锈钢,从而具有相对较优的机械承载能力。本文基于上述理论,将对TC4钛合金和304不锈钢材料的高温隔热板结构在受到热载荷和静力载荷共同作用时的热力耦合性能进行研究。首先将上述得出的温度场作为结构分析时的&ldquo机械&rdquo载荷预加到整个结构上,然后给两个换热壁板的外表面均施加恒为10000Pa的静压力载荷,捋给结构定义适当的边界条件,固支约束结构的两端面(见图1),最后通过软件分析得出结构的应力场和位移场。
为便于分析,华全水泵厂取TC4钛合金结构在热流载荷为100kW/m2+静力载荷为10000Pa作用时的应力场和沿Z向的位移场分布云图,结构的应力场分布沿中面对称,应力最大值发生在入口通道和盖板交界处的通道内侧区域丛林女超人,这是由于入口处冷却介质流速较大,流体域和固体域的温度差很大,流固界面的耦合换热强烈,使局部产生了较大的温度梯度水平蕉叶泰国餐厅,从而导致应力集中较严重;结构的位移最大值发生在换热壁板的两边中部区域,而且结构沿法向向内部翘曲,这是由于换热壁板的外表面的温度最大,相比结构其它区域存在较高的温度差,热胀系数大,热膨胀变形较大。
为了研究两种材料的结构在高温下的力学性能,作出结构的应力最大值、位移最大值随热流载荷的变化曲线,结构的应力与热流载荷成线性关系,这是由于相比10000Pa的静力载荷,高温结构产生的热应力很大娘化穿越系统,静力载荷可以近似忽略,热应力是结构总响应的主要原因。由于304不锈钢的杨氏模量比TC4钛合金大的多谭力简历,因此304不锈钢结构的应力随热流载荷的变化比TC4钛合金敏感,而且在相同载荷条件下,304不锈钢结构的应力要比TC4钛合金结构高连咏心,这较符合的理论分析。
结构的位移与热流载荷成线性关系马艳红下,在相同载荷作用下,304不锈钢结构沿Z向的位移和总位移均比TC4钛合金结构大,而且304不锈钢结构的位移随载荷变化也比TC4钛合金结构变化敏感,这是由于304不锈钢的热胀系数较大,高温载荷使304不锈钢结构沿X和Y向产生了较大的变形。除此之外,华全水泵厂对于恒定的冷却结构,TC4钛合金结构的重量比304不锈钢结构小。由此可见,TC4钛合金作为高温结构材料是相对较优的方案。
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