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锅炉的设计过程是比较复杂的,许多设计参数的选取不仅需要建立数学模型进行优化处理,而且还要依赖设计经验的积累。手工设计计算难以满足多方案设计优化、缩短锅炉新产品开发以及产品改型设计周期的要求,解决这一问题的途径就是利用日益普及的电子计算机技术来实现锅炉设计计算的微机自动化。另一方面,锅炉为了能达到设计要求的热效率的技术指标,在水管式燃油燃气锅炉的设计过程中,要充粉考虑烟气在流动过程中与管内介质的热交换。不同的锅炉结构设计,不同的锅炉受热面布置,使烟气在流动过程中受到阻力的不同,同时烟气流速、热水锅炉管内介质流速都将发生变化,不同的流速直接影响着锅炉烟气与管内介质的热交换。锅炉的热交换是否充分,锅炉热效率的技术指标是否能满足设计要求都取决于不同的锅炉结构设计。
为了能将计算机技术与锅炉设计中热力计算的要求相结合,本文使用了目前通用的热-流体计算机仿真软件ANSYS,模拟仿真LSS0.7-0.05/85/60-Y(Q)水管式燃油燃气锅炉的烟气流动温度变化场与管内介质流动温度变化场,通过对锅炉结构参数的不同选取,观察与分析热-流体耦合场中的烟气与管内介质的热交换变化情况,我们对锅炉烟气流动与管内介质流动简化后建模,再根据我们在设计校核计算中得到的边界条件,对烟气流动与管内介质的温度场变化分别进行仿真。为了得到我们满意的结构优化结果,作者在满足锅炉设计要求的各项参数情况下,选取不同的锅炉结构参数,进行多次仿真,最后将不同结构参数选取下的仿真结果用图表的方式进行比较,得到最优的结构设计参数,最后我们又通过静态计算校核验证优化后的参数,满足锅炉设计的要求,并通过实地运行试验得到了满意的结果。
本文使用的仿真结构优化方法保证了锅炉产品设计的科学性与合理性。通过计算机仿真分析,使自动化设计迅速可靠,可及时调整设计过程中的参数,真正做到不断设计,不断改进,提高了设计速度,缩短了设计开发人员对锅炉新产品的开发周期,增强了企业技术竞争的应变能力。