[发明专利]一种基于ANSYS的确定管壳式废热锅炉整体温度场分布的方法

权利要求书

1.一种基于ANSYS的确定管壳式废热锅炉整体温度场分布的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立管壳式废热锅炉的整体有限元分析模型；

步骤2：对管壳式废热锅炉的整体有限元分析模型施加温度边界条件；

步骤3：求解温度场；

步骤4：温度场结果分析与评价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1中所述管壳式废热锅炉的整体有限元分析模型的建立过程包括以下步骤：

步骤1.1：建立废热锅炉入口侧几何模型；

步骤1.2：对已建立的废热锅炉入口侧几何模型定义材料导热系数；

步骤1.3：对已建立的废热锅炉入口侧几何模型定义材料实常数；

步骤1.4：对已建立的废热锅炉入口侧几何模型进行网格划分；

步骤1.5：由废热锅炉入口侧几何模型中选择需进行镜像操作的实体单元通过镜像操作生成废热锅炉出口侧几何模型；

步骤1.6：废热锅炉入口侧几何模型与出口侧几何模型进行合并生成废热锅炉整体有限元分析模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2中施加温度边界条件的过程包含如下步骤：

步骤2.1：耐火隔热浇注料外表面施加热对流边界条件，包括烟气对流传热膜系数及烟气入口温度；

步骤2.2：陶瓷保护内套管的内表面施加热对流边界条件，包括烟气对流传热膜系数及烟气入口温度；

步骤2.3：换热管内表面施加热对流边界条件，包括烟气对流传热膜系数及烟气平均温度，所述的烟气平均温度假定从换热管入口至出口温度均匀下降，按函数关系式在换热管内表面施加；

步骤2.4：烟气出口侧管板外表面施加热对流边界条件，包括烟气对流传热膜系数及烟气出口温度；

步骤2.5：换热管外表面施加热对流边界条件，包括锅炉给水对流传热膜系数及锅炉给水平均温度；

步骤2.6：锅壳筒体内表面施加热对流边界条件，包括锅炉给水对流传热膜系数及锅炉给水平均温度；

步骤2.7：锅壳筒体外保温层外表面施加热对流边界条件，包括空气对流传热膜系数及环境温度；

步骤2.8：包括耐火隔热浇注料、陶瓷保护外套管、陶瓷保护内套管、换热管、烟气入口侧管板、锅壳筒体、外保温层和烟气出口侧管板的固体内部及固体之间的热量传递属于热传导；

步骤2.9：对称边界的表面作为完全绝热处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤3中的求解温度场为利用有限元分析软件ANSYS中的求解器进行温度场求解。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤4中温度场结果分析与评价过程包含如下步骤：

步骤4.1：得到废热锅炉整体温度场分布；

步骤4.2：得到废热锅炉烟气入口侧沿耐火隔热浇注料及烟气入口侧管板厚度方向温度梯度变化曲线；

步骤4.3：得到废热锅炉烟气出口侧沿管板厚度方向温度梯度变化曲线；

步骤4.4：将温度梯度变化曲线与设计限定范围比较评价温度场分析结果。