Obliczenia cieplne i wytrzymałościowe dla wstawki temperaturowej

W poniższej pracy przedstawiono obliczenia cieplne i wytrzymałościowe dla wstawki temperaturowej pracującej w warunkach ustalonych oraz nieustalonych. Pokazano jej geometrię oraz przyjęty podział na elementy skończone. Następnie opisano warunki, w których ona pracuje. Przedstawiono przyjęte cieplne i wytrzymałościowe warunki brzegowe. Wyjaśniono, w jaki sposób można określić rozkład współczynnika opromieniowania. Pokazano wyznaczone rozkłady temperatury, naprężeń cieplnych i sumarycznych. W końcowej części pracy wyciągnięto wnioski dotyczące jej bezpiecznej pracy. Dodatkowo przedstawiono przykład zastosowania wstawki w warunkach rzeczywistych. Na podstawie zmierzonych temperatur w pięciu punktach wstawki określono gęstość strumienia ciepła od strony komory paleniskowej, współczynnik wnikania ciepła na wewnętrznej powierzchni rur ekranowych kotła oraz temperaturę mieszaniny parowo-wodnej przepływającej w rurach parownika kotła.

In this paper, thermal and strength calculations for a flux-tube in steady state and transient conditions are presented. A flux-tube is a tubular-type instrument for heat flux measurement. Its geometry and finite element mesh are shown. The working conditions of a flux-tube are described. Next, all considered thermal and strength boundary conditions are presented. In order to define one of them the view factor distribution should be determined. The calculated view factor distribution on the outer surface of a flux-tube is presented. Later calculated temperature, thermal and total stress distribution in the considered element are shown. Next conclusions regarding safe operation of flux-tube in steady state and transient conditions are presented. At the end of paper the example of a flux-tube application in power plant is presented. The five temperatures measured at the flux-tube situated at the elevation of 19.2 m are presented. Based on measured five temperatures three parameters were calculated: heat flux q, heat transfer coefficient α and temperature of the water-steam mixture Tcz. The calculated parameters are portrayed.