【摘 要】
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热风阀承受着1100℃~1500℃的热载荷,是炼铁阀门中热工况最恶劣的阀门之一,需要强制水冷却。由于热风阀传热的多样性和结构的复杂性,使得国内生产厂家对热风阀的传热、热应力计算
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热风阀承受着1100℃~1500℃的热载荷,是炼铁阀门中热工况最恶劣的阀门之一,需要强制水冷却。由于热风阀传热的多样性和结构的复杂性,使得国内生产厂家对热风阀的传热、热应力计算仅凭经验,片面地强调可靠性造成了冷却水量大、水速高、热量损失大、设备寿命低。国外热风阀和我国同类型热风阀相比:耗水量是我国的1/3、热风损失热量是我国的1/5、但寿命却是我国的2倍。
针对我国现有热风阀存在的缺点,有必要对国内热风阀的热场和热应力场进行定量分析。基于此,本文主要作了以下工作:
1)根据某炼铁厂高炉热风阀实际设备的尺寸和真实工况,考虑材料参数和辐射传热的非线性,进行了阀板轴对称和阀体三维模型的瞬态温度场有限元分析。
2)采用和温度场相同的模型,考虑材料参数的非线性,进行了热风阀热应力场的有限元分析。
3)根据传热学、热力学、流体力学等知识,对热风阀节约电能和热能进行了探讨,并提出了节能方案。根据热疲劳理论提出了热风阀长寿化措施。
4)进行了阀板机械应力计算和铆接件温度的有限元模拟。。
5)进行了阀板的水温升测试,所得结果同有限元结果相吻合,验证了模拟的正确性。
以上成果将为我国自主研制节能,长寿热风阀设备提供前期的理论依据,对现有热风阀设备的设计和维护提供理论参考和技术支持。
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