套筒式热风炉是一种加热空气输出热风的热源设备,其高效节能的特性适应了时代的发展,被人们广泛应用。本文介绍了套筒式热风炉的工作原理,以及相关传热原理和流体力学原理,并根据热风炉的特点选择了相应的数学模型。本文运用ANSYS协同仿真平台Workbench对套筒式热风炉内流场和温度场进行模拟分析。首先,运用CAD软件Pro/E建立热风炉三维结构模型,并根据计算机数据处理能力对模型进行适当简化,利用ANSYS与Pro/E的数据交换功能将热风炉模型导入ANSYS中,建立热风炉的有限元模型。其次,对有限元模型进行流场分析,计算出套筒式热风炉内空气和烟气的流场、温度场的分布,为热风炉热分析提供温度条件。通过对套筒式热风炉进行热分析,得出热风炉的温度分布,然后把求得的温度场作为结构静力分析的温度载荷进行热-结构耦合分析,得到热风炉炉体各部分所受的热应力和热变形。本文基于热风炉承受温度载荷和重力载荷的特殊性,突破了传统的应力分析与校核方法,根据JB4732—95进行了应力分类,并选取重点区域对热风炉辐射筒上密封板进行了应力等效线性化处理,处理结果表明辐射筒上密封板在各个路径上都是安全的。最后,根据JB4732—95压力容器分析设计标准,对热风炉应力较大部位进行了强度校核,除了上烟管处热应力过大,其余部位均符合强度准则。应力场的分析结果表明,热应力的大小不但取决于结构的温度,还受结构的约束影响；热应力突变没有发生在温度最高的部位,而是发生在温差比较大并且没有自由端的上烟管部位。