МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗАВИХРИТЕЛЯ ВИХРЕВОЙ ГОРЕЛКИ

Abstract

Изложены методика и результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния лопаток завихрителя вихревой горелки, разработанной для модернизации отопительных котлов. Особенностью предложенной горелки является конструкция закручивающего устройства (завихрителя), которое представляет собой корпус с установленными внутрь двумя рядами встречных направляющих лопаток. Это позволяет достичь увеличения турбулизации и закручивания потока и, как следствие, улучшает процесс горения, а также значительно расширяет диапазон регулирования геометрии и параметров факела. Целью численного моделирования завихрителей вихревой горелки является проверка надежности конструкции под действием гидродинамических сил в процессе эксплуатации. Сформулирована математическая постановка задачи, описана методика моделирования с помощью метода конечных элементов. Разработана твердотельная модель завихрителя вихревой горелки. Твердотельная модель разбита на два моделирующих элемента: внешний и внутренний завихрители. Определены поверхности, на которые воздействуют нагрузки и поверхности, находящиеся в относительном покое. Проведен анализ механизмов и закономерностей повреждения лопаток, полей остаточных напряжений. Приведены полученные в результате моделирования количественные оценки параметров надежности лопаток вихревого завихрителя.