發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 10:05

  本文關(guān)鍵詞：莫來(lái)石陶瓷蓄熱材料的熱震斷裂特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)每年排放的礦井乏風(fēng)瓦斯產(chǎn)量巨大,不僅造成了資源浪費(fèi),而且污染了環(huán)境。逆流氧化技術(shù)是現(xiàn)階段唯一能以較低成本回收利用乏風(fēng)瓦斯的技術(shù)。蜂窩陶瓷蓄熱體是煤礦乏風(fēng)氧化處理裝置的核心部件,其正常穩(wěn)定的運(yùn)行是逆流氧化裝置高效節(jié)能的保證。然而實(shí)際應(yīng)用中的蜂窩陶瓷蓄熱體工作時(shí)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)蜂窩孔破損、錯(cuò)位、堵塞等一系列問(wèn)題,不但影響了氧化裝置的換熱效果,降低了瓦斯的利用效率,而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行,給生產(chǎn)維護(hù)帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。為此,本文首先對(duì)蓄熱體常用的莫來(lái)石陶瓷材料的熱震斷裂特性規(guī)律進(jìn)行了研究,然后從結(jié)構(gòu)上對(duì)蜂窩蓄熱體進(jìn)行了斷裂失效分析,最后基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果預(yù)測(cè)了蓄熱體的使用壽命。本文的研究工作具體如下:(1)根據(jù)蓄熱體的蓄放熱工作特點(diǎn),選用加熱冷卻法來(lái)模擬蓄熱體的熱工作環(huán)境,然后對(duì)莫來(lái)石蓄熱材料分別進(jìn)行了熱沖擊實(shí)驗(yàn)和熱疲勞實(shí)驗(yàn)。熱沖擊實(shí)驗(yàn)中,利用單邊切口梁法和三點(diǎn)彎曲法研究了莫來(lái)石陶瓷材料的剩余彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性隨不同熱震參數(shù)(溫差、介質(zhì)等)的變化規(guī)律。熱疲勞實(shí)驗(yàn)中研究了不同熱震溫差下剩余彎曲強(qiáng)度隨熱沖擊循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律,并為后續(xù)材料的熱壽命預(yù)測(cè)提供了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(2)從能量的角度出發(fā),利用斷裂功法間接計(jì)算了莫來(lái)石陶瓷材料的斷裂能。研究了其隨熱震溫差、裂紋深度的變化規(guī)律,并與線彈性斷裂力學(xué)理論計(jì)算得到的能量釋放率進(jìn)行了對(duì)比分析。(3)利用間接耦合法對(duì)簡(jiǎn)化后的蓄熱體模型進(jìn)行了熱應(yīng)力分析,得到了蓄熱體換熱過(guò)程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng);通過(guò)分析溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律找出了蓄熱體換熱過(guò)程中失效的危險(xiǎn)點(diǎn),并判斷了危險(xiǎn)點(diǎn)的斷裂方式和蓄熱體裂紋的斷裂方向。(4)基于陶瓷材料的熱疲勞壽命理論和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的莫來(lái)石試樣高溫溫差下的熱疲勞壽命,預(yù)測(cè)了其他溫差下材料的熱疲勞壽命;并基于熱疲勞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及強(qiáng)度衰減理論建立了材料的熱震損傷方程,結(jié)合數(shù)值模擬的結(jié)果預(yù)測(cè)了蓄熱體的使用壽命。本文的研究工作為莫來(lái)石陶瓷蓄熱體的工程設(shè)計(jì)、斷裂分析、壽命預(yù)測(cè)、可靠性評(píng)價(jià)等提供了有利的參考依據(jù),同時(shí)有助于促進(jìn)逆流氧化技術(shù)在煤礦乏風(fēng)回收利用上的發(fā)展與應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：莫來(lái)石陶瓷 蜂窩蓄熱體 熱震 斷裂能 斷裂失效 壽命預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD712;TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-14
• 1.1.1 煤礦乏風(fēng)逆流氧化裝置的工作原理10-12
• 1.1.2 逆流氧化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2 陶瓷蓄熱體的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 陶瓷蓄熱體的發(fā)展14-15
• 1.2.2 陶瓷蓄熱體的研究15-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容16
• 1.3.2 主要技術(shù)路線16-18
• 第二章 莫來(lái)石陶瓷蓄熱材料的熱沖擊斷裂行為的實(shí)驗(yàn)研究18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 熱震理論基礎(chǔ)18-20
• 2.3 莫來(lái)石陶瓷的熱震斷裂實(shí)驗(yàn)20-23
• 2.3.1 熱震實(shí)驗(yàn)20-21
• 2.3.2 彎曲強(qiáng)度測(cè)試21-22
• 2.3.3 斷裂韌性測(cè)試22-23
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性處理23
• 2.4 莫來(lái)石陶瓷的熱沖擊性能研究23-26
• 2.4.1 冷卻介質(zhì)及溫差對(duì)剩余彎曲強(qiáng)度的影響23-24
• 2.4.2 熱震溫差對(duì)莫來(lái)石陶瓷斷裂韌性的影響24-25
• 2.4.3 裂紋對(duì)斷裂韌性的影響25-26
• 2.5 莫來(lái)石陶瓷的熱疲勞性能研究26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 莫來(lái)石陶瓷蓄熱材料熱震條件下斷裂能的研究29-35
• 3.1 引言29
• 3.2 能量法簡(jiǎn)介29-30
• 3.3 斷裂功法實(shí)驗(yàn)原理30-31
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原理30-31
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)方案31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論31-34
• 3.4.1 斷裂能與裂紋深度之間的關(guān)系32-33
• 3.4.2 斷裂能與斷裂韌性之間的關(guān)系33
• 3.4.3 斷裂能與能量釋放率之間的關(guān)系33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 蜂窩蓄熱體的斷裂失效分析35-50
• 4.1 引言35
• 4.2 間接耦合理論基礎(chǔ)35-37
• 4.2.1 傳熱理論36
• 4.2.2 熱應(yīng)力理論36-37
• 4.3 蓄放熱過(guò)程中溫度場(chǎng)分析37-43
• 4.3.1 有限元物理模型37-38
• 4.3.2 蓄熱體結(jié)構(gòu)參數(shù)及邊界條件38-39
• 4.3.3 溫度場(chǎng)分析39-43
• 4.4 蓄熱體的斷裂破損分析43-49
• 4.4.1 蓄熱體不同部位的應(yīng)力狀態(tài)分析44-45
• 4.4.2 蓄熱體斷裂失效點(diǎn)的確定45-47
• 4.4.3 危險(xiǎn)點(diǎn)的斷裂方式47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 莫來(lái)石陶瓷蜂窩蓄熱體的熱疲勞壽命預(yù)測(cè)50-56
• 5.1 引言50
• 5.2 莫來(lái)石陶瓷材料的熱疲勞壽命預(yù)測(cè)50-52
• 5.2.1 陶瓷材料的熱疲勞壽命理論50
• 5.2.2 莫來(lái)石陶瓷材料的熱疲勞壽命計(jì)算50-52
• 5.3 蜂窩蓄熱體的熱疲勞壽命預(yù)測(cè)52-55
• 5.3.1 強(qiáng)度衰減理論及熱震損傷方程52-53
• 5.3.2 蜂窩陶瓷蓄熱體的熱疲勞壽命計(jì)算53-55
• 5.3.3 壽命預(yù)測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證分析55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 全文總結(jié)與工作展望56-58
• 6.1 全文總結(jié)56-57
• 6.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目和發(fā)表的論文62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 司馬愛(ài)平;應(yīng)力三維度對(duì)材料斷裂破壞的影響[D];上海交通大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：莫來(lái)石陶瓷蓄熱材料的熱震斷裂特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：330388