硅碳棒电热元件高温温度场仿真模拟
高温会加速金属材料的氧化腐蚀速度,加速硅碳棒电热元件的老化损坏速度。风道硅碳棒电热元件安装表面温度分布可以分为发热区及不发热区。发热区工作时温度会明显高于不发热区,在进行喷涂前需要对硅碳棒电热元件高温位置进行重点喷涂,喷涂厚度需要相对增加。针对重点位置进行喷涂,可以在最经济的情况下最大程度的保证硅碳棒电热元件的使用寿命。以下是参照核电站风道系统实际使用的某一款风道硅碳棒电热元件的实际工作状态对其工作时的表面温度分布进行模拟。
风道硅碳棒电热元件为两端出线的型管状硅碳棒电热元件,该硅碳棒电热元件使用法兰及螺母安装于风道框架上,电热器元件直径是} 16mm,金属外壳展开长度620mm,冷端长度100mm,热端长度420mm,绝缘填充材料为氧化镁,发热线材质为镍铬合金。
在模拟软件中根据上述的风道硅碳棒电热元件实际结构及状态,建立风道硅碳棒电热元件三维实体造型并确立装配约束关系,设置相关参数。外部载荷选择热载荷,热源为合金发热线,参照该款风道硅碳棒电热元件的实际工作时的功率,赋予合金发热线工作功率为735W,发热线向金属外壳热量传递方式为热传导,金属外壳向环境中热量传递的方式为辐射及对流,对流系数设置为25W/M*℃,环境温度设置为25 ℃。
启动解算器生成网格,如图3所示。然后检查设定参数,最后启动解算器,对模型进行渲染,运行结果如图4所示。(图示渲染模型由蓝色至红色,温度越高颜色越浅)由上述的运行结果可见,风道硅碳棒电热元件在在运行状态下,其管表温度分布并不均匀(图示渲染模型由蓝色至红色,温度越高颜色越浅),硅碳棒电热元件法兰位置到发热区温度呈梯度分布,靠近法兰位置的金属表面温度较低。通过以往的风道电加热器及其硅碳棒电热元件的维修经验,硅碳棒电热元件发热区位置损坏程度及老化速度较大,进行涂料喷涂时,高温区域是重点喷涂位置。www.zbqunqiang.cn
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