Optymalizacja nagrzewania i ochładzania rurociągów parowych i elementów ciśnieniowych kotła
Wariant tytułu
Steam pipelines and boiler pressure parts heating and cooling optimization
Autor
Lubecki, Szczepan
Promotor
prof. dr hab. inż. Jan Taler
Data wydania
2009
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
Niniejsza praca obejmuje swoim zakresem rurociągi przesyłające parę o parametrach: temperatura 540ºC oraz ciśnienie pracy 9 -11 MPa. Analizie poddano proste odcinki rurociągów oraz elementy o bardziej złożonej geometrii z punktu widzenia analizy wytrzymałościowej(trójniki).
W pracy przedstawiono wyniki numerycznych symulacji nagrzewania i ochładzania rurociągu oraz trójnika T. Wyniki rozwiązania numerycznego zostały porównane z wynikami rozwiązania analitycznego. Porównane zostały wyniki symulacji przy użyciu modeli uwzględniających w ściance rurociągu odpowiednio jeden oraz 8 wierszy elementów. Symulację nagrzewania rurociągu przeprowadzono przy użyciu modelu matematycznego zaprogramowanego w języku C++. Nagrzewanie trójnika wykonano w programie ANSYS Multiphysics. Otrzymane z symulacji nagrzewania funkcje wpływu umożliwiły wyznaczenie teoretycznych krzywych optymalnego nagrzewania rurociągu oraz trójnika T przy użyciu całki Duhamela z zastosowaniem kroków przyszłościowych. Na zakończenie przedstawione zostały zoptymalizowane wykresy zmian temperatury czynnika grzewczego w trakcie nagrzewania rurociągu oraz trójnika.
The scope of this doctor's thesis covers pipelines transporting steam of following working parameters: temperature 540ºC, pressure 9-11 MPa. Analyzed were straight pipeline section and the element of complex geometry from thermal stresses analysis point of view(T-type tee).
In this paper, presented are results of pipeline and tee heating and cooling numerical simulations. Results from numerical solution were compared with those obtained from analytical one. Also, comparison was made between results from two models of pipeline wall: one with one row of control volumes in wall area , second one with eight rows of control volumes in wall area. Pipeline heating simulations were made by using mathematical model written in C++ language. Tee heating and stress analysis simulations were made by using ANSYS Multiphysics engineering software. Influence functions, obtained from heating simulations were used to determine theoretical steam temperature changes during pipeline and tee heating process by using Duhamel's integral with implemented future time steps. On the end, presented are optimized changes of heating medium temperature during pipeline and tee heating process.
