水煤浆气化炉耐火衬里瞬态温度场与应力场分析

耐火衬里是多喷嘴对置式( OMB) 水煤浆气化炉的关键组成部件,气化炉内剧烈的温度变 化会使耐火衬里产生很大的瞬态热应力,导致砖体开裂甚至剥落。 为提高耐火衬里的使用寿命,期 望对耐火砖的性能进行原位观察,然而,炉内的极端环境使得很难通过在线测试和实验手段对其内 部进行研究。 通过数值模拟方法,可以不受极端条件的限制,研究耐火衬里在气化炉运行期间遇到 的一些问题。 以某 OMB 水煤浆气化炉为对象,建立了 K 砖部位耐火衬里的有限元分析模型,综合 考虑材料参数随温度变化的影响,对烘炉、开车和停车阶段耐火衬里产生的瞬态温度场及应力场分 布进行计算分析。 结果表明,气化炉烘炉过程中热流从热面砖逐渐向钢壳传递,由于传热的滞后 性,当热面砖温度达到 1 300 °C 后,耐火衬里整体温度场还需 60 h 才能达到稳态;对于所有计算工 况,结构最大热应力都出现在热面砖顶部弯曲处,耐火衬里瞬态应力场与温度场变化规律相一致, 说明热应力大小与温度梯度有关,温度梯度越大,热应力变化越剧烈;气化炉停车降温过程中产生 的拉应力是导致耐火衬里产生裂纹的直接原因,在气化炉频繁的开停车过程中,耐火衬里不断受到 拉压应力的交互作用,是导致其发生断裂的根本原因;在气化炉开车和停车过程中操作温度不宜过 高,应在保证气化炉正常运行的情况下尽可能维持较低的操作温度。 数值仿真结果进一步为气化 炉耐火衬里的工况优化及安全稳定运行提供有效参考。     

多喷嘴对置与新型水煤浆气化炉气化的对比

为了考察新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉的对比,应用数值模拟的方法,对该新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉的气化进行了热态数值模拟研究.结果表明,新型水煤浆气化炉在炉内气化流场的组织和产出的有效气成分上均优于多喷嘴对置式水煤浆气化炉,在相同容量的气化炉内,新型水煤浆气化炉与多喷嘴对置式水煤浆气化炉对比,碳转化率高0.75%,水解率高近2.91%,干有效气成分高5.34%,冷煤气效率高7.09%,每产出1 000 m³有效气（CO+ H₂）可节省氧气20 m³,节省煤36 kg.     

多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为的研究进展

气流床气化具有原料适应性广、碳转化率高、单炉处理量大、环境污染小等显著优势,已成为当今煤气化技术的主流发展方向。气流床气化过程涉及高温、高压下多相流动与复杂化学反应的相互作用,炉内反应机理尤为复杂。开展多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为研究能为揭示气流床气化炉内反应机理、丰富和发展气流床煤气化理论体系以及为工业气化装置优化设计和长周期高效稳定运行提供重要依据。本文综述了气流床气化炉内温度场及撞击火焰结构、高温颗粒群动态特性(原位雾化、颗粒流动及演化行为)、火焰光谱辐射特性、煤灰熔融机理和流动特性、气化过程固体结构演变及其对气化反应机理的影响等多喷嘴对置式气流床气化热态行为关键科学问题的国内外研究进展。研究人员提出并验证了单视角重建气流床气化三维火焰结构及三维温度场的数学方法,揭示了气流床气化炉内热态颗粒形态、空间行为及壁面沉积过程统计学规律,基于火焰自由基分布特征揭示了撞击气化过程强化反应机理,获得了煤灰中不同矿物组分对煤灰熔融机理及流动特性的定性影响规律,系统考察了气化过程固体理化结构演变规律及其对气化反应的作用机制。展望了今后多喷嘴对置式气流床气化热态行为的研究方向。     

基于ANSYS WORKBENCH的多绳摩擦式提升机主轴有限元分析

以多绳摩擦式提升机实际工况下的力学理论为基础,通过ANSYS WORKBENCH建立了提升机主轴的有限元模型。主要分析了主轴在正常载荷和2种非常载荷下的等效应力和应变,从而找出主轴的危险截面所在之处,为多绳摩擦式提升机主轴的设计和计算提供了新的理论依据。     

基于有限元法的轴承座多载荷有限元分析

以轴承座为研究对象,利用有限元法分析了其在多载荷下的静态与动态特性。利用特性的分析结果,针对轴承座断裂失效问题,提出改进措施,并且对比了改进前后的轴承座应力变化情况。结果表明,改进后的轴承座应力变化幅度比改进前小,为轴承座的机构设计提供一定理论参考。     

温度应力对顶层墙体的损坏及防治

由于在砖混结构钢筋混凝土屋面房屋中,顶层墙体出现温度裂缝是一个较为普遍的现象。如果屋面保温层效果不好,则温度裂缝较为严重。本文通过分析温度应力对顶层墙体开裂的影响及危害,提出了在设计、施工、维修方面应注意的几个方面。     

托辊辊皮与轴承座焊接件的有限元分析及改进

在ANSYS软件中建立托辊辊皮与轴承座焊接件的有限元模型,施加约束和工作载荷后对其进行有限元分析,得到了位移及等效应力分布规律;探讨了提高辊皮刚度的方法,得到了增加圆环的数量对辊皮刚度的影响规律;最后采用在辊皮内增加两个圆环的方法,结果显示最大位移值减小了66.5%,最大应力值减小了84.8%,提高了辊皮的刚度,同时也使其应力分布更均匀,从而提高了托辊的使用寿命。     

大体积高性能混凝土冻结井壁水化热温度场实测与分析

大体积高性能混凝土井壁水化热温度场发展规律对于研究井筒温度应力、提高井壁质量极为重要,为获得实测资料,对国内井筒直径和井壁厚度均最大的冻结井壁开展了早龄期温度场实测研究与分析。设置4个监测层位,实时监测获得了一次浇注厚度达2.5 m的C60高性能混凝土井壁温度场的分布规律及井壁内径向各点的温升规律,获得不同厚度和标号井壁的最高温度达61.4~73.1℃、最大温升39.6~48.8℃、内部最大温差24.3~33.0℃。拟合得到了较符合现场浇注井壁内最高温升与龄期的双指数关系式。并结合工程实践,从混凝土材料、水化热温升、降低约束和养护条件等方面分析了大体积混凝土井壁预防开裂的技术措施。实测数据为冻结井壁设计与施工提供宝贵的基础资料,为工程建设提供借鉴。     

Finite layer and triangular prism element method to subsidence prediction and stress analysis in underground mining

Introduction　　Groundsubsidenceduetoundergroundcoalminingmaycausedamagetosurfacestructuresandfarmlandandchangesurfaceandsurfacedrainagepatters.Duringthepastfewdecades ,anumberofsubsidencepredictiontechniqueshavebeenproposed .Currently ,theinfluencefunctionmethodisthemostwidelyusedforpredictionoflong wallcoalminingsubsidence .Butthesemethodscanbeonlyusedtocalculatethegroundsubsidence .Theycannotbeusedtoanalyzestressofminingimpactstratum .Finiteelementmethodmaybeusedtocalculatethestressanddisp…     

弹塑性断裂动态有限元分析及结果

通过算例的结果表明 ,编制的程序是可靠的。该程序解决了将冲击载荷代入准静态公式求动态应力强度因子的不准确性问题。     

基于ANSYS的滚动轴承有限元分析

主要利用ANSYS软件对滚动轴承应力进行分析,计算出滚动轴承的最大应力和应变,又与传统理论计算所得结论进行比较。证明分析是正确的,从而为分析滚动轴承的失效形式提供了充分的理论依据。     

板材成形的有限元分析

论述了板材成形中的弹塑性有限元技术 ,并运用数值模拟软件ANSYS对板材成形进行弹塑性有限元分析 ,观察分析其变形情况下的弹塑性应力和总应变 ,为提高板材成形的设计效率提供一定的参考     

圆形巷道围岩应力场的自然边界元法

根据复变函数法和复Fourier级数法,通过自然边界归化分别得到了圆形巷道在整体平衡支护及局部非平衡支护时围岩内Airy应力函数的边界积分公式,并得到了各自应力场的解析解或数值解;对比分析了这两种应力场随侧压系数或支护角度变化的分布规律,计算表明,局部支护时随着侧压系数或支护角度的增加,压应力峰值下降,使得上覆岩层的稳定性得到提高．     

考虑土性参数不确定性的多圈管冻结温度场分析

为了深入研究土性参数空间变异性对环形多圈管冻结温度场的影响规律,将土体传热区域的导热系数、体积比热容及相变潜热模拟为随机场,基于随机场局部平均理论,建立了土性参数由点特性过渡到平面平均特性的方差计算方法。采用Neumann随机有限元法,自行研制了随机有限元程序,计算得到多圈管冻结温度场统计分布规律。结果表明:随机场及其局部平均理论能合理考虑土性参数空间上的不确定性;二维随机场三角形单元局部平均法能与三角形单元有限元法完美结合,随机场单元与有限元单元对应关系清晰,易于程序的编制;土性参数的随机性导致了冻结温度场分布的随机性;在本文条件下,形成的稳定冻结壁平均温度为-22.6℃,平均厚度为10.5 m,相应的变异系数均为0.224,井帮平均温度为-12.8℃,相应的标准差为2.4℃。     

矿用带式输送机传动滚筒的有限元分析

传动滚筒是矿用带式输送机的重要部件,传动滚筒的结构分析是其结构设计中的重要一环。采用COSMOS／M2．0有限元分析系统,对传动滚筒进行整体建模并做有限元分析。分析结果表明,该种传动滚筒的结构设计完全满足其强度要求。     

双电机联接齿轮的有限元分析

针对采煤机截割部双电机驱动系统中联接齿轮受力状况复杂等特点,对联接齿轮的应力、变形以及温度场进行了研究。利用Pro/E与ANSYS软件建立了齿轮的有限元模型,运用有限元方法对双电机中间联接齿轮进行静力学分析与稳态热分析,得到了联接齿轮的应力分布以及温度场分布情况,并对结果进行了分析。     

应力场、温度场、声场作用下煤层气的渗流方程

采用自制的可控声震法煤层气渗流实验系统,研究了不加声场和加声场作用下煤样的渗透特性,研究得出：在不加声场作用下,当矿压、孔隙压力、温度一定时,在煤样应力应变曲线的初始压密阶段和弹性阶段,渗透率随轴向有效应力的增大而减小。在应变硬化阶段,渗透率随轴向有效应力的增大而增大,临近试件破坏时,渗透率骤增;在不加声场作用下,当轴向应力、孔隙压力、温度一定时,煤样渗透率随有效矿压的增大而减小,且呈负指数关系;在声场作用下,当轴向应力、矿压、孔隙压力、温度一定时,声场作用能提高煤样的渗透率,且渗透率随作用时间的增长而增大。在实验研究成果的基础上,建立了应力场、温度场、声场作用下煤层气的渗流方程