波纹尺寸对板式空气预热器阻力性能的影响

正反包波纹板是常见的板式空气预热器传热板片型式。通过数值模拟的方法,采用与正反包波纹板特性相似的标准圆柱绕流周期性模型,研究了圆柱排布间距l与圆柱流道直径d的比值l/d对模型阻力性能的影响。研究结果表明,当l/d逐渐增大时,其对阻力性能的影响逐渐减弱。当l/d≥5.2时,压力损失对l/d数值的敏感度明显降低。以标准圆柱绕流周期性模型研究结果为参考,优化设计出了阻力性能满足工况要求的板间距3 mm、波纹间距75 mm的正反包波纹板。

耐高温非规则板式空气预热器整体结构设计及优化探索

运用解析法和有限元法模拟计算了耐550℃高温的非规则板式空气预热器整体结构的强度,为高温工况下,板式空气预热器结构优化,占地面积更小,更为节省材料提供了一种全新思路。

同轴送粉激光增材中扫描速度和基板预热对残余应力的影响

基于顺序热力耦合方法,以铸态K4169合金为基板,进行高温合金GH4169的单道单层激光增材制造的数值仿真,深入分析了激光扫描速度和基板预热对残余应力的影响。结果表明,降低扫描速度可明显降低沉积层与基板结合处在降温过程中的横向平均温度梯度,而对纵向平均温度梯度几乎没有影响,因此可得降低扫描速度对横向残余应力有比较明显的影响,但对纵向残余应力影响很小。提高基板预热温度可明显降低沉积层与基板结合处在降温过程中的横向和纵向平均温度梯度。考虑到工艺参数的改变本质上是通过温度场变化对残余应力产生影响,构建了峰值温度、平均温度梯度与横、纵向残余应力之间的函数关系。分析显示,横向残余应力对峰值温度的影响更为敏感,而纵向残余应力对平均温度梯度的影响更为敏感。

预热温度对激光选区熔化成形30%SiC_(p)/AlSi10Mg复合材料力学性能的影响

基板常温工况下激光选区熔化成形中等体积分数SiC_(p)/Al复合材料存在孔洞、裂纹等冶金缺陷,从而导致成形零件致密度低、力学性能差等问题。首先研究了固定优化成形工艺参数时,基板预热温度(200~400℃)对45μm的30%(质量分数,下同)SiC_(p)/AlSi10Mg成形零件表观致密度和力学性能的影响;进一步提高SiC_(p)质量分数至50%,再次评价了上述基板预热温度对成形性能的影响。结果表明,当SiC_(p)质量分数为30%时,升高基板预热温度可以减少成形零件的孔洞和裂纹,成形零件的表观致密度及力学性能显著提高;当基板预热至400℃时,成形零件表观致密度最高达到97.98%,与此同时极限抗压强度和极限抗拉强度分别为578 MPa和56 MPa;随着SiC_(p)质量分数进一步增加至50%,基板预热温度对成形零件致密化和力学性能的强化效果逐步减弱。本研究证明高温预热基板能够有效抑制激光选区熔化成形中等体积分数SiC_(p)/Al复合材料的冶金缺陷,为增材制造SiC_(p)/Al复合材料提供了工程应用解决方案。

新型高效板式空气预热器在冶金步进加热炉中的应用研究

为了积极响应国家关于“节能减排、绿色环保”的号召,步进加热炉在冶金领域逐步得到推广和应用,尤其是板式空气预热器这种新型预热装置的出现,不仅使钢坯实现了均匀受热,节省了大量热能,同时加热炉的使用寿命也大幅延长。鉴于此,围绕步进加热炉的炉型特点,对新型高效板式空气预热器的性能参数予以说明,并针对空气预热器在步进加热炉中的实际应用效果展开全面论述,旨在验证新型高效板式空气预热器独特的节能功效。

丙烷脱氢装置用大型板式空气预热器设计要点分析

空气预热器是提高锅炉热交换效率,降低热量损耗的预热设备,经过换热降温烟气中可凝组分的结露会导致空预器金属设施被腐蚀,为有效解决空预器露点腐蚀问题,需进一步优化空预器结构设计。依托某厂丙烷脱氢装置大型板式空气预热器项目,研究分析了大型板式空预器关键设计要点,结果表明采用模块化设计、错流布置及增设旁通管可有效解决空预器露点腐蚀问题,为丙烷脱氢装置用板式空预器的结构设计提供理论参考。

基板预热对激光金属沉积成形过程热应力的影响

为降低沉积过程的热应力,抑制成形过程中裂缝的产生,研究基板预热对激光金属沉积成形(Laser metal deposition shaping,LMDS)过程热应力的影响具有非常重要的意义。根据有限元分析中的'单元生死'思想,利用APDL(ANSYS parametric design language)编程建立多道多层激光金属沉积成形过程的数值模拟模型,深入探讨基板未预热和预热到400℃时对成形过程热应力的影响。计算结果表明,基板预热到400℃可以显著降低成形过程中试样的热应力变化波动性,试样的Von Mises热应力最大值可降低10%左右,其中x方向热应力最大值可降低8.5%左右,z方向热应力最大值可降低8.1%左右。在与模拟过程相同的条件下,利用自行研制的激光金属沉积成形设备进行了成形试验,成形试验的结果与模拟结果基本吻合。

基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响

基板预热可以显著降低激光金属沉积成形(laser metal deposition shaping,LMDS)过程的热应力,从而抑制成形过程裂缝的产生,但基板预热温度的高低对成形零件的微观组织有着重要的影响,因此研究不同基板预热温度下激光金属沉积成形零件的微观组织变化规律对基板预热温度的选择具有非常重要的意义.利用中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,采用Ni60A金属粉末在基板未预热和预热到200,300,400,500和600℃时分别进行成形试验.然后利用扫描电子显微镜和能量散射谱仪对成形试件的微观组织进行深入的研究,得到不同基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响规律,为基板预热温度的优化选择提供了重要参考.

不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程温度场的影响

为降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形,激光金属沉积成形往往需要进行基板预热,因此研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程温度场的影响具有非常重要的意义.根据有限元分析中的"单元生死"技术,利用APDL编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程温度场影响的三维多道多层数值模拟模型,详细分析了基板未预热和分别预热到200,300,400,500,600℃时对沉积成形过程温度场和温度梯度的影响.通过中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,在与模拟过程相同的参数下,利用镍基合金粉末在基板未预热和分别预热到300,400,500,560℃时进行了成形试验,试验结果跟数值模拟结果吻合较好.

激光熔覆成形预热基板设计及试验研究

为了降低激光熔覆成形过程中熔覆层热应力和减少裂纹的产生,以热传导理论和激光快速成形理论为依据,进行了预热基板的结构和控制设计;并进行了不同预热温度下单道熔覆和平面熔覆的试验研究。结果表明,通过智能PID控制器可对预热温度进行良好控制,通过热电偶温度采集模块可以实现对基板预热温度的连续、实时检测;在基板预热条件下进行激光熔覆成形可以显著改善试样的成形质量,并有效降低成形过程的热应力,减少了熔覆层裂纹的产生。

不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力影响的研究

研究不同基板预热温度对激光金属沉积成形过程热应力的影响,对于降低成形过程的热应力,抑制成形过程裂缝的产生,减小成形过程试样和基板的翘曲变形具有非常重要的意义。根据有限元分析中的"单元生死"技术,编程建立了基板预热对激光金属沉积成形过程热应力影响的三维多道多层数值模拟模型,详细分析了基板未预热和分别预热到200℃、300℃、400℃、500℃、600℃时对沉积成形过程VonMise’s热应力、X方向、Y方向以及Z方向热应力的影响。在与模拟过程相同的参数下,利用镍基合金粉末分别在基板未预热和分别预热到300℃、400℃、500℃、600℃时进行了成形试验,试验的结果跟数值模拟结果吻合较好。

波纹板式空气预热器内流动换热过程的数值模拟

对波纹板式空气预热器内换热与流动过程进行数值模拟,分析了波纹板片的结构特征、波纹倾角β、波纹高度H、波纹节距以及板间距对空气预热器性能的影响.结果表明:当波纹倾角和波纹高度增大时,换热性能提高但是压降增大,在β=45°、H=10mm时换热性能最优;波纹间距的改变对换热性能影响较小,但板间距的影响较为明显,综合考虑换热器的紧凑性,选用较小板间距能达到较好的换热效果.

激光金属沉积成形基板预热的研究

为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。该系统由基板预热器、智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度采集反馈控制等3部分组成。利用自行研制的激光金属沉积成形设备和基板预热系统进行了成形实验。实验结果表明,基板预热可以改善试样的成形质量,降低成形过程的热应力。

同轴送粉激光增材制造中基板预热对残余应力的影响

基于热-力顺序耦合的方法,以蠕墨铸铁为基板,进行NiCoCrAlY合金的单道单层激光增材制造数值仿真分析,研究基板预热对同轴送粉激光增材制造过程中应力分布和大小的影响.结果表明:室温下,沉积层和基板结合处存在较大温度梯度,残余应力集中在沉积层与基板结合处,纵向应力和横向应力均表现为拉应力,纵向应力水平较大.随着预热温度的升高,温度场峰值升高,熔深熔宽均增加,冷却阶段温度梯度明显降低,残余应力水平降低.预热温度为400℃时,Mises应力峰值降低约17.6%,第一主应力峰值降低约9.2%,横向应力峰值降低约9.3%,纵向应力峰值降低约8.6%,远离沉积层区域的残余应力没有明显变化.

板式空气预热器的应用及优化设计

概述了板式空气预热器作为一种高效换热设备的工作机理、结构形式及技术特点,着重介绍了在某炼油厂制氢装置中的工业应用及优化设计情况,并探讨了进一步节能降耗的方法。

新型全逆流板式空气预热器换热性能研究及优化

以一种燃气锅炉使用的新型全逆流波纹板空气预热器为研究对象,对空气预热器进行流动与传热模拟计算,研究各结构参数对空气侧换热性能的影响。为优化空气预热器综合性能,采用田口法,通过信噪比(SNR)分析得到了不同参数对空气预热器性能的贡献率,结果表明:板间距对于传热性能以及阻力性能影响最大,而短轴长对综合性能影响最大。并得到了以Φ因子为优化目标时,各参数的最佳组合:当空气侧雷诺数在850时,板片结构参数为长轴长24 mm,短轴长8 mm,板间距2 mm的空气预热器具有最佳的综合性能。

激光金属沉积成形基板预热温度的控制

为了降低激光金属沉积成形过程中试样和基板间的温度梯度,减小和抑制成形过程的热应力,提高试样的成形质量,提出并设计了一种用于激光金属沉积成形的基板预热系统。其中基板预热温度的控制由智能比例微分积分控制器以及计算机串口温度采集反馈控制来完成。利用自行研制的激光金属沉积成形设备和基板预热系统进行了成形实验,实验结果表明该基板预热系统温度控制良好,可以满足实际应用的需要。

铸造板式空气预热器用于加热炉排烟系统

常减压装置高温烟气排烟系统的露点腐蚀机理,双面双翅片铸造板式预热器结构特点及应用情况。应用表明,使用双面双翅片铸造板式预热器可有效抵制高温烟气露点腐蚀,延长设备使用寿命,提高加热炉热效率。

板式空气预热器内部流场数值模拟与结构优化

利用FLUENT软件,建立板式空气预热器内部流体的三维数学模型,并对其流场进行了详细分析。研究发现,流体入口矢量方向与板束通道方向不一致,从而导致入口处的流体发生扰流,影响板束间介质的分布。结合其影响因素,提出了板式空气预热器入口的改进方案,通过数值模拟可以看出,入口流速分布有了很大的改善。

组合铸铁板式空气预热器在重整四合一加热炉上的应用

主要介绍了组合铸铁板式空气预热器在固定床半再生式催化重整装置四合一加热炉烟气余热回收系统中的设计、制造及使用情况。催化重整装置四合一加热炉上使用的组合铸铁板式空气预热器,由扰流子式与铸铁板式组合而成,高温烟气端采用扰流子式,低温端采用铸铁板式。该装置自2013年10月底开工以来,已经连续运行了半年有余,核算热效率可达91.58%,较之前采用其他类型空气预热器的加热炉热效率89%有了明显提高。因此,重整装置四合一加热炉余热回收系统使用组合铸铁板式空气预热器,可有效提高加热炉热效率,降低装置能耗。