加氫反應器電磁感應局部熱處理溫度場及應力場數(shù)值模擬研究.pdf

1、加氫工藝于1927年開始在工業(yè)上得到應用,原料油在催化劑和高壓氫氣存在的條件下,約在175～455℃時進行加氫反應,烴類在高壓氫氣和催化劑存在的條件下轉化為低分子量產物。加氫反應器在加氫工藝中的作用就是為原料油和氫氣在催化劑和一定的溫度、壓力條件下進行反應提供場所。
　　 加氫反應器是用多個內徑長4米、厚度200mm、軸向長2米的圓管狀筒節(jié)焊接而成。為了降低焊接殘余應力。改善焊縫和熱影響區(qū)組織的綜合力學性能,需要進行焊后熱處理。

2、傳統(tǒng)的熱處理是把試件整個放入熱處理爐中加熱到一定的溫度,保溫一定時間然后冷卻,這樣消除殘余應力最徹底效果最好,但是很難找到與加氫反應器尺寸相適應的熱處理爐,這種情況下,電磁感應加熱這種局部熱處理方法的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來。
　　 本文首先探討感應加熱的有限元計算理論:從電磁學和熱學的角度出發(fā),得出解決感應加熱這種特殊的磁—熱耦合現(xiàn)象的數(shù)學方法,并給出計算模型。接下來結合有限元理論,探討如何利用ANSYS軟件實現(xiàn)感應加熱的數(shù)值模擬,編制

3、出命令流程序語言。
　　 通過溫度場數(shù)值模擬計算,找到電磁感應局部熱處理過程中加熱寬度和保溫寬度這兩個參數(shù)值的最佳配比,使加氫反應器在局部熱處理過程中,焊縫處溫差始終保持在一定的范圍內,不會在焊后熱處理過程中由于局部溫度梯度過大而引入新的殘余應力。
　　 最后根據(jù)溫度場分布情況,模擬計算構件在進行局部熱處理之后的殘余應力場分布,并且比較不同加熱寬度下,由于局部熱處理受熱不均所引入的新殘余應力的大小。從殘余應力的角度評價了