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[交流]
RTO燃燒室的流場與應(yīng)力分析
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https://mp.weixin.qq.com/s?__biz ... p;amp;lang=zh_CN#rd 1 RTO樣機燃燒室流場分析 考慮到廢氣在氧化室的停留時間需要超過1s,因此利用Solidworks軟件的流體仿真模塊得到廢氣在燃燒室的速度場。由于RTO的設(shè)計風(fēng)量是10000 Nm3/h，而RTO燃燒室的最高溫度在800℃左右，因此設(shè)置燃燒室廢氣入口體積流量為10. 918 m3/s，考慮到后期需要利用RTO爐膛高溫氣間接預(yù)熱脫附氣，需保證爐膛壓力在800 Pa(表)，因此設(shè)置廢氣出口處靜壓為800 Pa(表)。由圖4可知，速度最大處為6. 134 m/s，由于截面中點的路徑長度為6. 83 m，因此廢氣停留時間大于1s由廢氣1 a時的流體跡線可知，大部分廢氣未離開氧化室，符合設(shè)計要求，與理論計算相符。 2 RTO樣機燃燒室溫度場分析 為保證外表面溫度不允許超過最高值5 0℃ ,需對RTO燃燒室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度場分析。其中定義外壁的空氣溫度為35 0℃，熱交換系數(shù)為20 W/㎡/K，保溫棉的內(nèi)表面溫度為800 ℃，熱交換系數(shù)為8 W/㎡/K。由圖5可知，當(dāng)保溫棉厚度為250 mm時，RTO燃燒室外壁溫度大概在50℃以下，滿足了工業(yè)要求。 3 RTO樣機燃燒室應(yīng)力分析 考慮到后期需要利用RTO爐膛高溫氣間接預(yù)熱脫附氣，需保證爐膛壓力在800 Pa(表)。因為爐膛承受一定的壓力，因此對結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析。考慮到RTO燃燒室外殼溫度大約在5 0 ℃，所以給外殼施加50℃的溫度載荷。RTO燃燒室內(nèi)壁面施加800 Pa(表)的壓力載荷，燃燒室與蓄熱室連接處采用固定約束，并考慮RTO燃燒室的重力載荷，應(yīng)力云圖如圖6所示，最大應(yīng)力為165 MPa≤G235 MPa,因此該結(jié)構(gòu)安全。圖7為RTO燃燒室外殼的變形圖，最大變形為23.9 mm。 4 結(jié)束語 通過對RTO的燃燒室結(jié)構(gòu)的流場分析來驗證本公司所設(shè)計的RTO結(jié)構(gòu)的燃燒室廢氣停留時間，流場分析結(jié)果表明，廢氣停留時間己經(jīng)超過1s。 通過對RTO燃燒室結(jié)構(gòu)的溫度場分析來驗證本公司所設(shè)計的保溫層厚度是否達(dá)到設(shè)計要求，保證外表面溫度不允許超過最高值50℃，結(jié)果分析表明，RTO外殼溫度符合安全要求。 通過對RTO燃燒室結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析來驗證溫度、氣壓對結(jié)構(gòu)的強度影響是否較大，分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力低于材料的屈服強度，沒有發(fā)生破壞。 |
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