Optymalizacja ochładzania grubościennych elementów o złożonej geometrii z uwagi na naprężenia cieplne przy wykorzystaniu programu ANSYS CFX

• Autorzy: Duda P. , Mazurkiewicz G.

Warianty tytułu

EN

Optimization of cooling operation for thick-walled elements with complicated geometry based on thermal stress with the use of ANSYS CFX

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiona została metoda optymalizacji procesu ochładzania dowolnych grubościennych elementów orurowania bloku energetycznego. Wykorzystując sprzężoną analizę przepływowo-cieplno-wytrzymałościową połączoną z procedurą optymalizacyjną Levenberga-Marquardta, wyznaczono przebieg temperatury czynnika na wlocie do analizowanego elementu, tak aby maksymalne zredukowane naprężenia cieplne powstające podczas procesu ochładzania były zbliżone do naprężeń dopuszczalnych. Na podstawie wyznaczonych rozkładów temperatury w elemencie konstrukcyjnym określono rozkłady naprężeń. Obliczenia wytrzymałościowe przeprowadzono metodą elementów skończonych za pomocą programu ANSYS.

EN

The optimization method of cooling operation for any thick-walled pipeline component is presented. In this algorithm the coupled thermal-fluid and thermal-strength problem is solved using the ANSYS software. The optimization is based on Levenberg-Marquardt method. The aim of the presented method is to choose the fluid temperature at the inflow such that the difference between maximum equivalent stress in the whole element and allowable stress during heating operation is minimum.

Słowa kluczowe

PL

CFD; naprężenia cieplne; optymalizacja

EN

CFD; optimization; thermal stresses

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 108, z. 4-M/1
• Strony: 107--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.,Wz., rys., wykr.,

Twórcy

autor

Duda P.

autor

Mazurkiewicz G.

• Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska,

Bibliografia

• [1] Taler J., Duda P., Solving direct and inverse heat conduction problems, Springer–Verlag–Berlin–Heidelberg 2006.
• [2] Duda P., Taler J., Roos E., Inverse Method for Temperature and Stress Monitoring in Complex-Shape-Bodies. Nuclear Engineering and Design, 3960, 2003.
• [3] Duda P., Monitorowanie cieplno-wytrzymałościowych warunków pracy ciśnieniowych elementów urządzeń energetycznych, Monografia Politechniki Krakowskiej, Seria Mechanika, z. 81, Kraków 2004.
• [4] Taler J., Dzierwa P., A new method for determining allowable medium temperature during heating and cooling of thick walled boiler components, Proceedings of the Congress on Thermal Stresses, Taipei–Taiwan 2007.
• [5] Duda P., Dwornicka R., Optimization of heating and cooling operations of steam gate valve, Journal of Structural and Multidisciplinary Optimization 40, 2010, 529-535.
• [6] Polak A.G., Mroczka J., Regularyzacja identyfikacji obiektów złożonych opisanych modelami nieliniowymi, Kongres Metrologii, Kraków 2007.
• [7] Duda P., Mazurkiewicz G., Numeryczna metoda wyznaczania rozkładu temperatury i naprężeń w grubościennych rurociągach parowych, Forum energetyków GRE 2008, Szczyrk 2008.
• [8] Duda P., Mazurkiewicz G., Modelowanie numeryczne laminarnego przepływu masy i ciepła w przewodach cylindrycznych, XX Jubileuszowy Zjazd Termodynamików, Wrocław 2008.
• [9] ANSYS User’s Manual, Release 12.0.