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蜂窩型蓄熱體格孔壁面應力變化特性的數(shù)值計算結果及分析

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

計算結果表明,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力作用,其切向和軸向所受應力分別不到法向應力的1/200和萬分之一。加熱期應力指向壁面,對蓄熱體孔壁產生擠壓,表現(xiàn)為擠壓應力;冷卻期壁面受力方向指向流體,對壁面產生拉曳,表現(xiàn)為拉應力。顯然,如果蓄熱體的壁面所受應力大于其所能承受的最大應力,將導致應力脆裂。

氣流速度對應力的影響 

氣體速度對應力的影響如圖3所示。當入口氣體溫度差相同時,壁面所受的擠壓應力和拉應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量流量以及單位時間內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,導致壁面受力增大。

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

冷熱端氣體入口溫度差對應力的影響 

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力的影響不大。

換向時間對應力的影響 

圖3、圖4表明,當換向時間增大到一定值以后,換向時間對應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力和拉應力的交替作用的次數(shù)。換向時間越長,壓、拉應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。