克拉科夫,基于波兰的Dynalabs设计节能热交换器和噪音和减振装置。当其客户ATS Stahlschmidt&Maiworm铝轮铸造厂需要降低生产成本时,Dynalabs开发了一种热交换器,用于连续恢复铸造的1.6兆瓦炉的一体的废热。通过使用Nei Fusion - Nei Software的3D CAD Modeller与Nei Nastran FEA - 使用Femap软件,Dynalabs在不到30天内和预算下达到了客户的期望。

插图显示翻译使用Nei Nastran静态模拟计算的结果。负载来自
Nei Nastran先前稳态热仿真结果。

解决有两个重要问题:空间限制和降低能源成本。热交换器的直径需要小于1.2米。然而,热交换区域需要足够大,以使废气和大量的空气流过它。热交换器运行24小时/天,七天/周,空气的温度为400°C,因此热负荷和应力相当大。通常,这种“管和肋骨”热交换器必须在400℃下发射气体差约15米。最终设计最终仅为4.5米。

压力结果使用Nei Nastran静态模拟计算。从先前稳态热仿真的结果负载
Nei Nastran。
计算由单元的连续阶段交换的热量,与分离介质的壁的墙壁的温度和空气,传热系数和温度的温度。

此负载已映射从先前的热流量计算。负载是流体温度和对流系数分布的形式,存储在文本文件(x,y,z,alpha,t)中,并使用FEMAP中的数据曲面编辑器函数映射。

使用初步热流计算的结果,进行了两种模拟:Nei Nastran传热模拟以确定热交换器上的温度梯度,以及结构模拟,以确定热伸长率引起的应力和应变。

这是一个热交换器由大约40,000个元素组成的板元件有限元网和四啮齿物。

随着热交换器的安装,用于连续回收废热的铸造炉,铝叶铸造厂受益于以下因素:设计节省了大约38%的炉子消耗的天然气;它通过800吨/年来减少二氧化碳排放量;它将熔化铝的量增加200kg / hr。

温度分布使用Nei Nastran稳态热仿真计算。
NEI软件
www.nenastran.com.
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