Практика геометрического и конечно-элементного моделирования кожухотрубных теплообменных аппаратов космических тепловых энергетических установок


Авторы

Попов В. Ю.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: quazzar.89@mail.ru

Аннотация

В работе рассматривается подход к построению геометрических и конечно-элементных моделей кожухотрубных теплообменных аппаратов сложной формы, предназначенных для космических тепловых энергетических установок. Применение данного подхода позволяет осуществлять построение конечно-элементных сеток высокого качества, необходимых для достижения погрешностей расчета в области значений, близких к 5 %. Сравниваются результаты расчетов и эксперимента по растяжению трубной доски теплообменного аппарата с набором из 37 трубок. Результаты геометрического и конечно-элементного моделирования получены с использованием отечественного программного комплекса CAE Fidesys.

Ключевые слова:

кожухотрубный теплообменник, трубная доска, фидесис, расчет, эксперимент

Библиографический список

  1. Андреев П.В., Демидов А.С., Ежов Н.И., Еремин А.Г., Зинчук А.А., Кашелкин В.В., Равикович Ю.А., Федоров М.Ю., Хартов С.А., Холобцев Д.П. Космические ядерные энергоустановки и электроракетные двигатели. Конструкция и расчет деталей / под ред. П.В. Андреева. Москва: Издательство МАИ, 2014. 508 с.

  2. Кашелкин В.В., Попов В.Ю., Федоров М.Ю. Численое моделирование напряженно-деформированного состояния теплообменного аппарата с трубным пакетом // Материалы XXIV Всероссийской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности». Омск: Омский государственный технический университет, 2015. С. 71–74.

  3. Popov V.Yu., Kashelkin V.V., Fedorov M.Yu., Demidov A.S. Assessment of the strength reliability of high-temperature heat exchangers with long service life at the design stage // Frattura ed Integrità Strutturale. 2021. Vol. 55. Р. 136–144. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.55.10.

  4. Пацуков В.В. Обоснование надежности высокотемпературного теплообменника на основании прочностного анализа: магистерская диссертация. Москва, МЭИ, 2019. 60 с.

  5. Кашелкин В.В., Глазюк Я.В., Демидов А.С., Попов В.Ю. Анализ напряженно-деформированного состояния деталей кожухотрубного теплообменника тороидальной формы, возникающего вследствие разности температур трубного пакета и корпуса // Тепловые процессы в технике. 2023. Т. 15. № 5. С. 195–202. DOI: 10.34759/tpt-2023-15-5-195-202

  6. Попов В.Ю., Кашелкин В.В., Попова Н.С. Верификаци онный отчет. Программный комплекс Фидесис версии 3.1 (CAE Fidesys v.3.1). Москва: Красная Звезда, 2021. 556 с.

  7. Биргер И.А., Пановко Я.Г., Прочность. Устойчивость. Колебания: справочник. В 3 т. Т. 1. Москва: Машиностроение, 1968. 831 c.

  8. Капустин С.А., Горохов В.А., Чурилов Ю.А., Слеп нев Ю.Г. Численное моделирование поведения конструкций из трансверсально-изотропных материалов в условиях квазистатических силовых и терморадиационных воздействий // Проблемы прочности и пластичности. 2006. Вып. 68. С. 53–60.

  9. Демидов А.С. Приближенные методы исследования деформированного и напряженного состояния трубных досок теплообменников: дисс. ... канд. тех. наук. Москва: Московский авиационный институт, 1968. 219 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024