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蜂窩型蓄熱體格孔壁面應(yīng)力變化特性的數(shù)值計算結(jié)果及分析

文章出處:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.836570.com責(zé)任編輯:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.836570.com人氣:-發(fā)表時間:2016-10-12 08:05【

計算結(jié)果表明,無論是加熱期還是冷卻期,蜂窩體格孔壁面主要受到法線方向的應(yīng)力作用,其切向和軸向所受應(yīng)力分別不到法向應(yīng)力的1/200和萬分之一。加熱期應(yīng)力指向壁面,對蓄熱體孔壁產(chǎn)生擠壓,表現(xiàn)為擠壓應(yīng)力;冷卻期壁面受力方向指向流體,對壁面產(chǎn)生拉曳,表現(xiàn)為拉應(yīng)力。顯然,如果蓄熱體的壁面所受應(yīng)力大于其所能承受的最大應(yīng)力,將導(dǎo)致應(yīng)力脆裂。

氣流速度對應(yīng)力的影響 

氣體速度對應(yīng)力的影響如圖3所示。當(dāng)入口氣體溫度差相同時,壁面所受的擠壓應(yīng)力和拉應(yīng)力都隨著氣流速度的增大而增大。這是因為,氣流速度的增大增加了氣體的質(zhì)量流量以及單位時間內(nèi)氣體對蓄熱體的釋熱和吸熱,使得氣體與蓄熱體之間的熱交換加快,導(dǎo)致壁面受力增大。

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圖3 氣流速度對應(yīng)力的影響                 圖4 入口氣體溫度差對應(yīng)力的影響 

冷熱端氣體入口溫度差對應(yīng)力的影響 

在確定的氣體流速下,入口氣體溫度差對壁面所受壓、拉應(yīng)力的影響不如氣流速度的影響明顯,見圖4。這一方面是由于所選擇的幾種計算條件下溫差的變化不大;另一方面,在蓄熱體的工作過程中,整個蓄熱體具有長度方向的溫度梯度,盡管蓄熱體的溫度以一定的規(guī)律反復(fù)上升或下降,但其高溫端的溫度始終高于低溫端的溫度,因此溫度的影響不同于一般意義上的急冷急熱,表現(xiàn)為入口氣體溫度差對應(yīng)力的影響不大。

換向時間對應(yīng)力的影響 

圖3、圖4表明,當(dāng)換向時間增大到一定值以后,換向時間對應(yīng)力本身的影響已不明顯,其對蓄熱體使用壽命的影響主要體現(xiàn)為格孔壁面所受擠壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的交替作用的次數(shù)。換向時間越長,壓、拉應(yīng)力的交替作用的次數(shù)越少,越有利于蓄熱體使用壽命的延長,反之亦然。