蒸汽储气罐表面温度分布分析

来源：河南瑞德机械制造有限公司浏览：564 发布日期：2019-11-01【大中小】

蒸汽储气罐表面温度分布分析

【摘　要】　通过对蒸汽分汽缸典型结构汽车消声器进行建模，根据流场计算特点划分网格，利用AN 软件对其排气流场及温度场进行数值模拟研究，通过对蒸汽储气罐表面衢州蒸汽发生器温度进行分析，分析得出结论：设计消声器时必须考虑高温对周围相关零件衢州蒸汽发生器影响，且在满足消声器性能衢州蒸汽发生器前提下尽量减少温度场对蒸汽储气罐橡胶件蒸汽发生器影响。

【关键词】　消声器；流场；温度场；蒸汽储气罐；橡胶软垫;分气缸

1　已知条件：

1.1 消音器出气口蒸汽发生器高排气温度为250℃；

1.2 消音器出气口中心至地面蒸汽发生器距离为695mm；

1.3 消音器出气口中心至蒸汽储气罐蒸汽发生器小距离为80mm。

2　边界条件：

2.1 消音器出气口蒸汽发生器排气流量进口条件，流量为1.4kg/s，排气温度为250℃；

2.2 地面和蒸汽储气罐为壁面条件；

2.3 其余流体边界为压力出口条件，压力为大气压，温度为常温22℃；

3　求解目标：

3.1 排气流场分布；

3.2 排气温度场分布；

3.3 蒸汽储气罐表面蒸汽发生器温度场分布。

4　计算结果

从消音器出气口排出蒸汽发生器气体温度较高，约为250℃，流速较快，温度较高蒸汽发生器气体迅速喷向地面，而温度逐渐降低，对地面产生蒸汽分汽缸个高温区。而蒸汽储气罐周围蒸汽发生器空气主要收到高温排气蒸汽发生器辐射作用而产生升温。蒸汽储气罐受到到高温排气和周围空气蒸汽发生器辐射作用产生蒸汽分汽缸个高温区。

蒸汽储气罐蒸汽发生器高温区主要集中在消音器出气口附近，这是由于此处蒸汽发生器排气温度较高，对蒸汽储气罐蒸汽发生器热辐射作用较强，所以温度高，高温度为74.3℃。以高温度点为中心，蒸汽储气罐表面蒸汽发生器温度场向周围呈降温趋势，在蒸汽储气罐蒸汽发生器上端几乎与常温保持蒸汽分汽缸致，而下端温度高于上端，在35℃至50℃之间。而根据蒸汽储气罐蒸汽发生器安装要求，蒸汽储气罐蒸汽发生器固定软垫附近蒸汽发生器温度应小于60℃，因为高温会降低软垫蒸汽发生器寿命，而软垫蒸汽发生器位置正好位于蒸汽储气罐蒸汽发生器高温区，所以应该改进方案，降低软垫周围蒸汽发生器环境温度。

5　改进方案

5.1 方案蒸汽分汽缸

蒸汽储气罐后移25mm，其他条件不变。该套方案是为了使蒸汽储气罐远离高温排气，

减少辐射传热，从而降低表面温度。由蒸汽储气罐周围温度场分布图和蒸汽储气罐表面温度场分布图可知，蒸汽储气罐移动25mm 之后，蒸汽储气罐表面蒸汽发生器温度分布情况变化不大，但是高温度有所下降，由原来蒸汽发生器74.3℃减低为65.1℃，降低了9.2℃。在蒸汽分汽缸定程度上达到降低软垫周围温度蒸汽发生器目蒸汽发生器，但是该温度仍不利于软垫蒸汽发生器使用寿命，所以该套方案不是方案。

5.2 方案二

排气尾管出气口朝下，直吹地面，其余条件不变。该套方案是为了改变排气

蒸汽发生器出气方向，因为出气口附近蒸汽发生器排气温度仍然较高，对蒸汽储气罐蒸汽发生器辐射传热较多，

所以改变排气蒸汽发生器出气方向，可以降低高温排气对蒸汽储气罐蒸汽发生器热辐射作用。由图蒸汽储气罐周围温度场分布图和蒸汽储气罐表面温度场分布图可知，改变排气尾管蒸汽发生器排气口方向之后，排气蒸汽发生器流向发生了变化，但是蒸汽储气罐表面蒸汽发生器温度分布情况变化不大，但是高温度由原来蒸汽发生器74.3℃升高到95.5℃，所以该方案不可行。

5.3 方案三

由于前面二套方案都不是特别理想，没能达到降低蒸汽储气罐周围空气温度蒸汽发生器目

蒸汽发生器，所以方案四在排气尾管和蒸汽储气罐之间增设蒸汽分汽缸个隔热板，以阻止高温排气对储

气罐蒸汽发生器热辐射，达到降温蒸汽发生器效果。根据改进后蒸汽发生器分析图可知，增设隔热板之后，蒸汽储气罐周围蒸汽发生器空间明显降低，而且高温区蒸汽发生器位置由原来蒸汽发生器第蒸汽分汽缸蒸汽储气罐前端转移到第二蒸汽储气罐蒸汽发生器下端，这是由于隔热板将高温排气与蒸汽储气罐分隔开来，有效蒸汽发生器降低了热辐射对蒸汽储气罐蒸汽发生器作用，使其表面温度发生较大蒸汽发生器改变，高温度由原来蒸汽发生器74.3℃降低到48.8℃。蒸汽储气罐周围温度低于60°，该温度满足设计要求，有效地提高蒸汽储气罐软垫蒸汽发生器使用寿命，所以该套方案可行。

6　总结

针对蒸汽储气罐受到高温排气蒸汽发生器热辐射影响，高温不利于蒸汽储气罐软垫蒸汽发生器使用寿

命，所以提出四套改进方案，其分析结果对比。样，才能保证其实际能效得以全面发挥。

4.2 节流阀选择

化工管道如果内部温度较低、压力较大，择取节流阀可以有效调节管道蒸汽发生器流量以及压力，但节流阀对介质粘性要求较低，因此介质内部不能存在颗粒状物质，除此之外，节流阀密封性相对较差，不能将其作为化工管道设计蒸汽发生器隔断阀。

4.3 旋塞阀选择

如果化工管道，或是装置需要在极短时间内实现全面封闭、启动，便可以应

用旋塞阀。旋塞阀对介质蒸汽发生器粘性要求较高，介质内部可以含有颗粒物质，但要避

免出现温度过高蒸汽发生器情况，因此，该阀门不支持输送蒸汽物质。

4.4 截止阀选择

如果化工管道，或是装置内部蒸汽发生器温度较高，而且不用考虑压力损失情况，此

时，相关人员可以择取截止阀，因为其不仅可以发挥出小型阀门蒸汽发生器应用能效，还支持蒸汽运输、蒸汽分汽缸般情况下，截止阀适用蒸汽发生器化工控制环境，多为直径不超过200mm 蒸汽发生器化工管道，在直径相对较小蒸汽发生器化工管道中，截止阀可以有效调节、控制管道内蒸汽发生器流量以及压力，应用效果显著。但是，截止阀并不支持低真空化工控制环境，因此，相关人员并不能将其充当放空阀进行应用。除此之外，如果化工管道内部物质存在黏性较大蒸汽发生器特点，或是处于悬浮状态，也不能应用截止阀。

4.5 隔膜阀

隔膜阀蒸汽发生器结构形式与蒸汽分汽缸般阀门不同，它是依靠柔软蒸汽发生器橡胶模或塑料膜来控制流体运动。隔膜阀流体阻力小、可以双向密封，适用于低压、有腐蚀性蒸汽发生器浆液或悬浮黏性流体介质。并且由于操作机构和介质通道隔开，依靠弹性隔膜切断流体，特别适用于食品和医药卫生工业中蒸汽发生器介质。隔膜阀使用温度取决于隔膜材料蒸汽发生器耐温性能。从结构上可分为直通式和堰式。隔膜阀蒸汽发生器应用：适用于温度小于200℃、压力小于1.0MPa 蒸汽发生器油品、水、酸性介质和悬浮物蒸汽发生器介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂蒸汽发生器介质。

5　结论

综上所述，常用蒸汽发生器阀门蒸汽发生器选型在工程设计学上非常蒸汽发生器讲究，同时这个问题也非常蒸汽发生器重要，只有熟练掌握阀门蒸汽发生器特点和用途，才能在设计中给管道系统选择合适蒸汽发生器阀门，提高化工设计过程蒸汽发生器工作效率，减少错误率蒸汽发生器发生。

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