液压油冷却的热流固耦合分析

通过建立排水泵新型液压冷却装置中水、液压油管及液压油之间的耦合传热仿真模型,分析水泵在排水流量为1 500m3/h的工况下其液压系统中液压油的冷却情况,得到水、液压油、液压油管的温度场和排水管进出口端压强。结果表明:液压油温度由338K降低到325K,冷却效果理想;排水管进出口端的压强差为3 518Pa,计算得出局部阻力系数为0.349;将液压油管置于水管中冷却,对排水管的能量损耗小。

基于热流固耦合分析的EGR冷却器结构优化

针对某款废气再循环(EGR)冷却器在工程应用过程中出现的冷却强度不足与开裂等问题,基于有限元分析软件,运用热流固耦合的方法,对冷却器内部流场进行仿真分析,验证了EGR冷却器冷却强度不足和开裂问题是因内部流场扰流不足和局部热应力过高所致,通过在外壳增加凹凸槽和改进出口处法兰结构、增加折流板等措施对EGR冷却器进行结构优化,改进后仿真和试验结果表明,改进后的EGR冷却器冷却强度增强,不再出现开裂现象。

小型D-D中子发生器氘靶的热流固耦合分析

靶温对小型D-D中子发生器的使用寿命有重要影响,在假设束斑功率密度分布为高斯分布的前提下,使用ANSYS14.0软件对设计的小型D-D中子发生器的自成靶进行了热流固耦合分析。模拟了冷却水流量及冷却水层厚度对靶温的影响,同时模拟了两种不同结构的自成靶在束流轰击及冷却水共同作用下的应力及形变。模拟结果表明,两种结构的自成靶在使用中最高温度、最大应力与形变均满足设计要求。

某型号立式加工中心主轴冷却器系统热流固耦合热态特性分析

主轴热变形是影响数控机床加工精度的关键因素,识别主轴系统的热态特性,进而控制主轴热变形是提高机床整机精度的重要任务。文中以某企业实际生产的立式加工中心主轴系统为研究对象,建立其主轴冷却器系统的三维模型;利用ANSYS Module Designer生成流域的三维模型,再利用Mechanical对冷却器和流域进行单元划分,形成流场有限元模型,通过流场分析获得流体的温度分布、速度变化、压力变化及冷却器的温度分布;通过稳态热分析,求解得到分析模型的温度分布;将流场分析得到的流体边界面的压力载荷和稳态热分析得到的温度载荷数据传递给静力结构分析模型,求解得到其应力分布及热变形。分析结果可为主轴冷却器系统结构的进一步优化设计和控制主轴热变形提供技术支持。

高参数减压阀含多孔板热应力的数值分析

多孔板是高参数减压阀中的重要节流元件。过热蒸汽通过多孔板时,会形成温度差,进而产生热应力。热应力较大时多孔板表面会生成裂纹,有失效可能。本文利用计算流体力学软件分析高参数减压阀内部流场,继而运用热流固多物理场耦合方法,研究了多级高参数减压阀中焊接孔板上热应力的分布,进而对多孔板进行参数优化以避免失效。重点考察了结构形式、推进距离和减压比对多孔板热-机械应力分布的影响。结果表明,相较于端部式孔板和封头式孔板,内部式孔板可显著减少能量消耗,并获取更小的热-机械应力。节流孔板避免失效的较优使用条件是选择内部孔板、表面推进2mm且压力比设为1.014。此研究具有科学性并可以指导节流孔板在减压阀等过程装置中的安全设计。

多场作用下转炉汽化冷却烟道结构分析及改进

针对转炉汽化冷却烟道在热流固等多物理场作用下因约束不当而造成应力过大、易损伤的问题。在对冷却烟道进行力热耦合分析的基础上,利用有限元方法对热流固耦合作用下的烟道进行了分析,获取了其温度场分布状态,并基于此分析了力热耦合作用下烟道的应力场分布状态,获取了其应力集中区域及结构薄弱部位。最后通过对烟道约束条件进行改进优化,使其最大热应力减小了15.26%。本研究有效地降低了烟道的最大应力等级状态,解决了其结构不合理问题。

强流RF离子源研制及初步实验

介绍了RF离子源驱动源的结构设计及RF线圈的热流固耦合分析。RF离子源采用外置天线的感应耦合方式,采用双射频驱动源设计,每个射频驱动源功率约60k W,总体功率为120k W,可产生均匀高密度的等离子体,以满足稳定的长脉冲运行的要求。在完成上述工作的基础上完成了RF离子源样机组装和初步实验测试。

热能发生器制造材料的优选

为确定热能发生器的制造材料,采用实验和多物理场耦合的方法对热能发生器4种待选制造材料进行了综合分析。用汽蚀实验测定了4种材料的汽蚀速率,预估了热能发生器的制造成本。然后采用热流固耦合分析的方法,研究了4种材质的安全裕度。通过两种方法的结合,优选出安全、经济的制造材料为:0Cr13不锈钢。