本文關(guān)鍵詞：超聲波技術(shù)的除垢機(jī)理研究及在換熱器中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 換熱器 超聲波防除垢 超聲空化 剪切應(yīng)力 疲勞壽命

【摘要】：換熱設(shè)備結(jié)垢是困擾企業(yè)生產(chǎn)的一道難題,超聲波防除垢技術(shù)是一種新興的防除垢技術(shù),具有很多傳統(tǒng)防除垢方法所不具備的優(yōu)點以及良好的防除垢效果。論文主要從有限元仿真的角度針對超聲波防除垢的兩種主要原理進(jìn)行模擬,對于推廣這一技術(shù)以及指導(dǎo)設(shè)備安裝選型具有參考意義。超聲空化效應(yīng)是超聲波防除垢的重要原理之一,利用Fluent軟件UDF用戶自定義函數(shù)實現(xiàn)振動邊界的壓力脈動變化,分別模擬得到不同工況下流場中壓力和氣含率隨時間變化規(guī)律以及流場中氣相的分布。基于ANSYS/LS-DYNA顯式動力分析來計算換能器高頻振動作用下殼體和管箱的結(jié)構(gòu)響應(yīng),重點分析了垢層與換熱器內(nèi)壁間剪應(yīng)力的變化分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)環(huán)向、軸向和徑向剪應(yīng)力在除垢過程中都能起到作用。針對換能器與換熱器外壁連接處在連續(xù)高頻振動作用下可能出現(xiàn)的疲勞破壞,借鑒壓力容器應(yīng)力評定的思想,對關(guān)鍵處的應(yīng)力進(jìn)行線性化處理,根據(jù)這些位置的應(yīng)力變化幅度Sa和材料S-N曲線來進(jìn)行疲勞壽命分析。提出了一種可以實時在線對換熱設(shè)備進(jìn)行污垢監(jiān)測和防除垢效果評價的方法,結(jié)合某換熱器測得的參數(shù),驗證了其可行性。
【關(guān)鍵詞】：換熱器 超聲波防除垢 超聲空化 剪切應(yīng)力 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK172;TB559
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 換熱設(shè)備常用防除垢方法介紹10-12
• 1.3 超聲波防除垢設(shè)備及工作原理介紹12-15
• 1.3.1 超聲波防除垢設(shè)備12-13
• 1.3.2 超聲波防除垢技術(shù)的原理13-15
• 1.4 超聲波防除垢的理論研究進(jìn)展及應(yīng)用案例15-17
• 1.4.1 理論研究進(jìn)展15-16
• 1.4.2 超聲波防除垢技術(shù)應(yīng)用案例16-17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 超聲空化的數(shù)值模擬18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 超聲空化概述18-19
• 2.3 超聲空化數(shù)值模擬原理19-22
• 2.3.1 Fluent軟件的基本介紹19-20
• 2.3.2 多相流模型20
• 2.3.3 空泡動力學(xué)模型20-21
• 2.3.4 空化模型21-22
• 2.4 基于Fluent的超聲空化仿真22-29
• 2.4.1 模型的建立與網(wǎng)格劃分22-23
• 2.4.2 邊界條件的設(shè)置23-24
• 2.4.3 不加入空化模型時流場計算結(jié)果及后處理24-26
• 2.4.4 加入空化模型時流場計算結(jié)果及后處理26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 超聲波振動傳播的有限元仿真31-52
• 3.1 引言31
• 3.2 固體中的超聲波傳播理論31-35
• 3.2.1 超聲波在單層介質(zhì)中傳播31-32
• 3.2.2 超聲波在雙層介質(zhì)中的傳播32-33
• 3.2.3 聲彈性原理33-35
• 3.3 ANSYS-LS-DYNA的超聲波模擬35-51
• 3.3.1 ANSYS/LS-DYNA介紹35-36
• 3.3.2 換熱器殼體和管箱部分的建模36-38
• 3.3.3 隱式靜力分析38-39
• 3.3.4 換熱器殼體顯式動力分析39-47
• 3.3.5 管箱的顯式動力分析47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 疲勞強(qiáng)度分析52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 疲勞破壞理論52-55
• 4.2.1 疲勞破壞概述52-53
• 4.2.2 材料S-N曲線53
• 4.2.3 疲勞累積損傷理論53-55
• 4.3 疲勞強(qiáng)度的分析與計算55-64
• 4.3.1 振幅0.05mm時殼體振動區(qū)域分析56-61
• 4.3.2 振幅0.1mm時殼體振動區(qū)域分析61-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第5章 超聲波防除垢效果的在線評價方法65-70
• 5.1 引言65
• 5.2 污垢監(jiān)測常用方法65-66
• 5.3 防除垢評價系數(shù)的提出66-69
• 5.3.1 超聲波防除垢效果評價系數(shù)的定義66-68
• 5.3.2 防除垢效果評價系數(shù)法的驗證68
• 5.3.3 除垢效果評價系數(shù)法的特點分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第6章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 碩士在讀期間科研成果75-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1027212