大型振動(dòng)流化床設(shè)備多物理場(chǎng)耦合分析.pdf

1、振動(dòng)流化床(Vibrated Fluidized Bed，VFB)干燥技術(shù)是近年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越廣泛的工業(yè)干燥方法之一，隨著工業(yè)化生產(chǎn)的巨大需求，振動(dòng)流化床技術(shù)以其優(yōu)良的干燥效果和經(jīng)濟(jì)效益，顯示出了更廣闊的應(yīng)用前景。但是，在振動(dòng)流化床設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，兩方面問(wèn)題日漸凸顯:其一，現(xiàn)有設(shè)備規(guī)模與生產(chǎn)需求相矛盾，大型設(shè)備設(shè)計(jì)困難;其二，振動(dòng)流化床工作在流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、振動(dòng)場(chǎng)的多場(chǎng)耦合作用下，工作環(huán)境復(fù)雜且惡劣，大型設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性評(píng)估困難。

2、
　　針對(duì)以上兩方面難題，本論文以大型振動(dòng)流化床設(shè)備為研究對(duì)象，完成了以下工作:首先，對(duì)150t/h大型振動(dòng)流化床進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算，得到結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率、彈簧剛度和激振力等參數(shù)，建立整體框架模型;其次，利用CFD技術(shù)對(duì)建立的振動(dòng)流化床模型進(jìn)行流固耦合傳熱分析，獲得該結(jié)構(gòu)流場(chǎng)分布以及流體傳熱作用下的溫度場(chǎng)分布;再次，將獲得的溫度分布數(shù)據(jù)加載入結(jié)構(gòu)有限元模型中，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力分析，獲得熱應(yīng)力分布，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，優(yōu)化設(shè)計(jì);最后，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)

3、行加載上述溫度分布及熱應(yīng)力載荷下的模態(tài)、諧響應(yīng)和瞬態(tài)等動(dòng)力學(xué)分析，觀察結(jié)構(gòu)在工作頻率下的振動(dòng)特性，評(píng)估結(jié)構(gòu)在高溫振動(dòng)條件下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。
　　通過(guò)流固耦合傳熱分析，可知煙氣在氣體分布板處的最大流速為13m/s，平均速度為4.93m/s，滿足流化設(shè)計(jì)要求;結(jié)構(gòu)橫梁部位的溫度最高，為290℃。通過(guò)熱應(yīng)力分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的拉筋位置對(duì)熱應(yīng)力影響很大，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有效地將本結(jié)構(gòu)的最大熱應(yīng)力降低至244MPa，位置在兩根邊橫梁與前后側(cè)