腔式吸热器蒸发管热应力及寿命模拟

摘要：

腔式吸热器蒸发管温度梯度及约束造成热应力存在,太阳能的间歇性决定了腔式吸热器每天都要经历启动及停止过程,进而导致蒸发管承受热应力循环载荷,在此循环载荷的作用下,蒸发管会出现裂纹进而失效.本文提出一种计算腔式吸热器蒸发管热应力及使用寿命的间接方法,该方法先耦合腔式吸热器光热转换过程得到蒸发管换热条件,将此换热条件施加到蒸发管得到温度分布,再计算管道在此温度分布下热应力,构造管道零应力状态至稳定工作条件下热应力循环载荷,得到蒸发管使用寿命.计算结果表明:膜式壁附近蒸发管温度梯度最大;由于膜式壁的存在,蒸发管在膜式壁附近管道内侧热应力高达787MPa;蒸发面支撑块限制了蒸发管自由膨胀,使得支撑块附近热应力达875MPa;蒸发管在热应力循环载荷下使用寿命为58年;支撑块附近使用寿命为34年.

关键词： 腔式吸热器 蒸发管 热应力 使用寿命

作者: 魏进家 万振杰

作者单位: 西安交通大学 化学工程与技术学院 陕西西安 710049

会议类型: 国内会议

会议名称: 第十五届全国高等学校过程装备与控制工程专业教学与科研校际交流会

会议地点: 武汉

会议语种:中文

页码: 241-244

在线出版日期: 2017-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）