通艙管件冷卻水套熱固耦合分析.pdf

1、通艙管件是用于管子穿過船體的甲板、平臺(tái)、隔艙壁等處的連接件,以保證船體水密和氣密要求。通艙管件與艙壁一般是通過焊接方法連接的,管路的振動(dòng)會(huì)直接通過通艙管件傳遞到艙壁上,誘發(fā)艙壁的振動(dòng)。在彈性通艙管件的過流件和安裝件之間安裝減震橡膠能有效降低管路系統(tǒng)振動(dòng)通過通艙管件向艙壁和船體的傳遞。
　　本文采用熱固耦合方法對(duì)減振降噪型高溫高壓冷卻水套式通艙管件進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得冷卻水套內(nèi)的流場(chǎng)與溫度場(chǎng),同時(shí)對(duì)原冷卻水套結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并研究改

2、進(jìn)型冷卻水套的冷卻特性,分析其結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力、變形和疲勞特性。主要包括以下內(nèi)容:
　　1、采用數(shù)值方法對(duì)冷卻水套內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行分析。
　　2、研究冷卻水套固體部分溫度場(chǎng)。
　　3、對(duì)冷卻水套結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　4、分析冷卻水套結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力和熱變形,研究冷卻水套疲勞特性。
　　研究表明,冷卻水套流道寬度對(duì)水套蓋板及水套復(fù)板的溫度分布影響較小,冷卻水入口管徑對(duì)冷卻水套的溫度分布影響較大;在參考工程實(shí)際應(yīng)用的基

3、礎(chǔ)上,通過數(shù)值模擬優(yōu)化,獲得了冷卻水套的最佳流道寬度和冷卻水入口管徑,最佳結(jié)構(gòu)冷卻水套具有30mm的流道寬度及直徑20mm的入口管徑。冷卻水套的結(jié)構(gòu)分析表明,該冷卻水套與冷卻水直接接觸部分的最大熱應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力,冷卻水套未直接與冷卻水接觸的部分熱應(yīng)力較大,超過材料的許用應(yīng)力;材料的楊氏模量對(duì)結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力影響較大,在高溫條件下分析結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力過程中不可忽略材料的楊氏模量變化;冷卻水套穩(wěn)定工作條件下最大變形量為0.08mm,遠(yuǎn)小于冷