吹灰器仿真关键技术的研究

发布时间：2017-10-08 19:29

  本文关键词：吹灰器仿真关键技术的研究

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【摘要】：随着我国产业结构调整力度的加强和环境保护认识的深入,锅炉运行面临着降低运行成本与降低污染物排放的双重要求。锅炉在运行过程中不可避免地出现积灰结渣现象,长期的积灰直接影响锅炉的正常稳定运行,间接造成锅炉效率降低和经济损失。吹灰器是用于吹扫锅炉受热面上的积灰和结渣的一种设备,是保证锅炉正常运行、提高锅炉效率、减少大气污染物排放的主要装置。在实际生产应用中存在吹灰管断裂、弯曲变形、泄露、吹灰器腐蚀等故障,导致锅炉不能稳定运行。为了保证锅炉的正常运行,对于吹灰器的研究就成为一个很重要的课题。已有大量文献针对吹灰器故障、吹灰系统优化、喷嘴设计等方向进行了研究,但针对吹灰器结构的仿真分析的文献却不多见。本文基于有限元法对某公司的长伸缩式吹灰器进行仿真分析,研究了吹灰器仿真过程中的三项关键技术。首先,对吹灰器的梁体进行静力分析,比较不同截面类型的梁的刚度和强度,并考虑加工的方便性,确定选择截面2作为梁的截面形状。其次,为了使得跑车行驶到危险位置时,梁的轴线尽量保持水平,对梁进行了结构静力分析,确定梁的危险位置,对危险位置时吹灰枪管受到高空坠落的灰渣撞击的情况进行了分析,得出梁轴线变形的曲线,并在原始梁的基础上对轴线进行设计。最后,为避免共振对吹灰器的运行造成影响,对吹灰器进行模态分析,并计算频率禁区,最终确定吹灰枪管转速范围在0.3~0.42r/s之间。通过上述关键技术的研究,得到了吹灰器结构设计与分析的一些有限元仿真方法,这些方法可以提高吹灰器的设计效率和计算精度,对于类似产品的设计也具有一定的借鉴意义。
【关键词】：吹灰器 有限元法 仿真 频率禁区 显式动力学
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK223.27
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 吹灰器的研究概述8-10
• 1.2.1 吹灰器吹灰枪管的研究8-9
• 1.2.2 吹灰器泄露的研究9
• 1.2.3 吹灰器其它方面的研究9-10
• 1.3 主要研究内容与技术路线10-11
• 1.4 本章小结11-12
• 2 吹灰器仿真分析的理论基础12-17
• 2.1 弹性力学基本方程及变分原理12-14
• 2.1.1 弹性力学基本方程12-13
• 2.1.2 虚功原理13-14
• 2.1.3 变分原理14
• 2.2 有限元法概述14-16
• 2.3 ANSYS软件介绍16
• 2.4 本章小结16-17
• 3 吹灰器的梁截面选型17-28
• 3.1 长伸缩式吹灰器简介17
• 3.2 结构静力分析的理论基础17-18
• 3.3 吹灰器的梁截面形式的选择18-27
• 3.3.1 截面1的梁强度和刚度的分析19-21
• 3.3.2 截面2的梁强度和刚度分析21-23
• 3.3.3 截面1与截面2的比较23-24
• 3.3.4 截面3的梁强度和刚度分析24-26
• 3.3.5 截面3与截面2的比较26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 4 吹灰器梁体的轴线设计28-40
• 4.1 动力学分析的理论基础28-29
• 4.1.1 动力学的基本方程28-29
• 4.1.2 显式动力学分析步骤29
• 4.2 梁体轴线设计的基本思路29-30
• 4.3 危险工况的确定及静变形分析30-34
• 4.3.1 确定危险工况30-32
• 4.3.2 计算危险工况时梁的挠曲线32-34
• 4.4 灰渣的冲击分析34-37
• 4.5 变形叠加及结果讨论37-39
• 4.6 本章小结39-40
• 5 吹灰器枪管转速的选择40-46
• 5.1 模态分析的理论基础40-41
• 5.1.1 自由振动方程40
• 5.1.2 模态提取方法40-41
• 5.2 吹灰器不同工况下的预应力模态分析41-43
• 5.3 吹灰器跑车的转速选择43-45
• 5.4 本章小结45-46
• 6 总结与展望46-47
• 6.1 总结46
• 6.2 展望46-47
• 参考文献47-51
• 致谢51-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文52

【参考文献】

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本文编号：995873