【摘 要】
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采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难.本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的
【机 构】
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中国科学院 工程热物理研究所 先进燃气轮机实验室,北京 100190;中国科学院大学 航空宇航学院,北京 100049;中国科学院 轻型动力创新研究院,北京 100190;中国科学院 工程热物理研究所
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采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难.本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真.评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000℃时,炉胆外壁面温度只有200～350℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14.本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑.
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