مدل سازی اثرات بارگذاری حرارتی در سه طرح جدید از مشعل با لوله تابشی

در پژوهش حاضر، به بررسی توزیع تنش و کرنش ناشی از گرادیان حرارتی در لوله تابنده از یک نمونه مشعل تابشی پرداخته می شود. در طرح این مشعل، دریچه های خروجی متعددی در جداره لوله تابنده تعبیه شده است و سیال حاصل از احتراق در کوره از این دریچه ها تخلیه می شود. برای این مشعل سه نمونه لوله تابنده استوانه ای با طول، قطر، ضخامت و جنس یکسان که در هرکدام طرح دریچه های خروج سیال متفاوت است، مدل سازی شده است. به منظور شبیه سازی رفتار مکانیکی لوله های تابنده موردمطالعه، پس از مدل سازی هندسی و با لحاظ کردن جنس لوله و شرایط مرزی، از مجموعه نرم افزار تجاری انسیس بهره گرفته شده است. شرایط مرزی جهت حل عددی از نتایج آزمون های تجربی استخراج شده است. با توجه به میانگین سرعت سیال درون لوله تابنده، جریان در محدوده آشفته قرار می گیرد. به منظور به دست آوردن نمودار تنش-کرنش آلیاژ مورد آزمون از حل روابط رامبرگ-ازگود بهره گرفته شده است. از حل برهمکنش سیال-جامد توسط نرم افزار تجاری انسیس، بهترین طرح ازنظر حداقل بودن مقادیر تنش فون میزز نتیجه گیری شده است. همچنین با حذف بار حرارتی از قطعه در گام بعدی، تنش های پسماند پدید آمده در نمونه ها توسط نرم افزار محاسبه می گردد. به منظور نشان دادن صحت حل، چند نمونه از این مشعل ساخته و موردبررسی قرارگرفته تا نتایج حاصل از آن ها تائید کننده حل عددی باشد.

کلیدواژه ها:

Thermal Stress and Strain ، Modeling of the Fluid-Solid Interaction ، Radiant Tube Burner ، Experimental Tests. ، تنش و کرنش حرارتی ، شبیه سازی برهم کنش سیال-جامد ، مشعل لوله تابشی ، تست آزمایشگاهی