كيف يتم نمذجة أجهزة تعويض التمدد في محاكاة درجات الحرارة العالية؟ تعزيز الدقة من خلال نمذجة التعويض الذاتي

في محاكاة القيود الميكانيكية، يتم نمذجة أجهزة تعويض التمدد مثل أنظمة التعليق الزنبركية من خلال السماح صراحةً بالحركة على طول محور اتجاهي محدد، وعادةً ما يكون المحور الرأسي (Z). بدلاً من تطبيق قيود إزاحة صارمة تثبت المعدات في مكانها، يتم تعريف نموذج العناصر المحدودة للسماح بالانتقال الحر في هذا الاتجاه لمحاكاة الواقع المادي.

من خلال إزالة القيود الصارمة على محور التعليق، تحاكي المحاكاة بدقة قدرة المعدات على "التعويض الذاتي". هذا يضمن أن الإجهادات الحرارية المحسوبة تعكس التخفيف الفعلي الذي يوفره نظام التعليق أثناء التشغيل.

كيف يتم نمذجة أجهزة تعويض التمدد في محاكاة درجات الحرارة العالية؟ تعزيز الدقة من خلال نمذجة التعويض الذاتي

ميكانيكا المحاكاة

تحديد محور الحركة

لمحاكاة سلوك المعدات ذات درجات الحرارة العالية، يجب أن تأخذ المحاكاة في الاعتبار الحرية الاتجاهية.

في نموذج العناصر المحدودة، يتم تعيين الشروط الحدودية للتعليق الزنبركي للسماح بالحركة على وجه التحديد على طول المحور الرأسي Z. هذا يميز نقاط التعليق عن نقاط التثبيت الثابتة، والتي قد تقيد جميع الحركات بخلاف ذلك.

إزالة قيود الإزاحة

مفتاح النمذجة الدقيقة هو غياب القيود الاصطناعية.

يجب أن يضمن إعداد المحاكاة عدم فرض أي قيود على الإزاحة على المحور النشط للتعليق. هذا يمنع النموذج الرياضي من توليد قوى رد فعل اصطناعية لن تكون موجودة في النظام المادي الواقعي.

التحقق من تخفيف الإجهاد الحراري

محاكاة التعويض الذاتي

تتمدد المعدات ذات درجات الحرارة العالية بشكل طبيعي عند تسخينها.

من خلال نمذجة التعليق كحد متحرك، تلتقط المحاكاة قدرة المعدات على التعويض الذاتي. هذا يؤكد أن المعدات يمكن أن تتمدد دون توليد إجهادات داخلية مفرطة قد تحدث إذا كانت مقيدة بشكل صارم.

المقارنة مع البيانات الحقيقية

تعتمد موثوقية المحاكاة على التحقق.

يقوم المهندسون بتقييم فعالية النموذج من خلال مقارنة قيم الإزاحة المحاكاة مباشرة مع بيانات التشغيل الفعلية. إذا تحركت المحاكاة بنفس القدر الذي تتحرك به المعدات الحقيقية، فإن النموذج يعتبر متنبئًا صالحًا لتخفيف الإجهاد الحراري.

فهم المفاضلات

ضرورة المدخلات الدقيقة

بينما هذا النهج النمذجة واقعي، إلا أنه يعتمد بشكل كبير على جودة تعريفات الحدود.

إذا تم تعريف محور الحركة بشكل غير صحيح، أو إذا تم تجاهل الاحتكاك حيث لا ينبغي، فسيفشل النموذج في التنبؤ بتوزيع الإجهاد الحقيقي.

الحساسية لبيانات التشغيل

عملية التحقق لا تكون جيدة إلا بقدر بيانات المجال المتاحة.

نظرًا لأن النموذج يتم التحقق منه عن طريق مطابقة بيانات التشغيل الفعلية، فإن أي أخطاء في قياسات المجال يمكن أن تؤدي إلى شعور زائف بالأمان فيما يتعلق بسلامة نتائج المحاكاة.

ضمان دقة المحاكاة

لنمذجة تعويض التمدد بفعالية في مشاريعك:

إذا كان تركيزك الأساسي هو تحليل الإجهاد: تأكد من أن شروطك الحدودية تسمح بشكل صارم بالحركة على طول المحور الرأسي Z لتجنب تضخيم قيم الإجهاد بشكل مصطنع.
إذا كان تركيزك الأساسي هو التحقق من صحة النموذج: قم بمعايرة محاكاةك عن طريق تعديل المعلمات بشكل متكرر حتى تتطابق الإزاحات المحاكاة مع بيانات المجال المسجلة لديك.

تتطلب النمذجة الدقيقة معاملة التعليق ليس كدعم ثابت، بل كمكون ديناميكي يتنفس مع المعدات.

جدول ملخص:

الميزة	طريقة المحاكاة	التأثير على الدقة
نوع القيد	إزالة قيود الإزاحة الصارمة	يمنع قوى رد الفعل الاصطناعية
تعريف المحور	حرية صريحة للمحور الرأسي (Z)	يحاكي التعويض الذاتي المادي
التحقق	المقارنة مع بيانات الإزاحة الميدانية	يتحقق من تخفيف الإجهاد الواقعي
النتيجة الرئيسية	توزيع دقيق للإجهاد الحراري	يضمن سلامة المعدات وطول عمرها

قم بتحسين تصميم نظامك الحراري مع KINTEK

تأكد من أن معداتك ذات درجات الحرارة العالية مصممة للمتانة والأداء. مدعومة بالبحث والتطوير والتصنيع المتخصص، تقدم KINTEK مجموعة واسعة من الحلول المختبرية بما في ذلك أنظمة الأفران المغلقة، الأنبوبية، الدوارة، الفراغية، و CVD. أفراننا ذات درجات الحرارة العالية قابلة للتخصيص بالكامل لاستيعاب احتياجات تعويض التمدد الفريدة والقيود الميكانيكية المعقدة.

هل أنت مستعد لتعزيز كفاءة المعالجة الحرارية في مختبرك؟ اتصل بنا اليوم لمناقشة كيف يمكن لأنظمتنا القابلة للتخصيص تلبية متطلبات البحث والإنتاج الدقيقة الخاصة بك.

دليل مرئي

المراجع

Nenghong Zheng, Ye Chen. Numerical Simulation Research on Screen Superheater of Supercritical Circulating Fluidized Bed Boiler. DOI: 10.54691/czsm3b20

تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من Kintek Furnace قاعدة المعرفة .