基于FSI分析方法的温度计套管应力分析.pdf

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1、自动化技术与应用》2015年第34卷第11期仪器仪表与检测技术nstrumentationandMeasurment基于FS1分析方法的温度计套管应力分析★冯邻江一，王华一。罗松一，鞠华一，陈洁-一，张祖力1,2(1．国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆400707；2．重庆材料研究院，重庆400707)摘要：以铂电阻温度计套管为研究对象，利用有限兀分忻软什缝了温度计套管在压√J管道中的流体动力学模型和结l恂力学慢型，并运用流固耦合(FSI)分析方法在液固界面进行数据传递，得到r流场中温度计套管的等效力分11i-A-罔和维流述矢量

2、云图，评结合ASME中的计算方法对仿真结果进行lr分卡圩。结果永，流速矢量【莩l能较真实地反网托绕流过l{】形成的层流，湍流尾流区，旧流等。分mf．Ⅲj会管的托应，』应√J分i区域，对设计产：波计过程叶l，减小力集『{J部位的拉力有很{【了的参考作删。关键词：温度计套管；分析；流耦介(FSI)有限元}1『冬1分类号：FH765．2+6文献标识码：B艾章编号：10037241(2015)11009205StressAnalysisofThermowellBasedonFSIAnalysisMethodFENGLin-jiang，WAN

3、GHua，LUOSong，JUHua‘，CHENJie，ZHANGZu．1i，(1．NationalEngineeringResearchCenterforInstrumentFunctionalMaterials，Chongqing400707China；2．ChongqingMaterialsResearchInstitute，Chongqing400707China)Abstract：Takingplatinumresistancethermowellasstudyobject，finiteelementanalysissof

4、twareisadoptedtoestablishthehydrodinamicalmodelandstructuralmechanicsmodelofthermowellinpressurepiping．FSIanalysismethodisusedtotransferdatainliquid—solidinterface，thusobtainingtheequivalentstressdistributionnephogramandthreedimensionalvelocityvectornephogramofthermowe

5、llintheflowfield．ThencombiningwiththecomputingmethodofASME，thesimulationresultsareanalyzed．Theresultsindicatethatvelocityvectornephogramcantrulyreflectsthelaminarzone，turbulentzone，back—flowzoneandotherzonesthatareformedinprocessofflowaroundcylinder．Thestressdistributi

6、onnephogra1"1reflectesthetensilestressofcasingandpressurestressdistributionarea，itprovidesagoodrefe~’enceforreducingthetensilestressinthestressconcentratedal’ca．Keywords：thennowell；stressanalysis；fluid—structurejnteractonfFS1)：finiteelement1引言套管的可靠性提出了很高的要求，因此，套管的设计和在工

7、程应用中，安装于工艺管道上，供温度检测用力学性能分析显得非常重要。的温度计套管，是最为常见的结构之一。温度计套管直温度计套管传统设计和分析常采用试验的方法，接与管内流体接触，起着抵抗管内流体冲蚀，振动损伤，存在耗时长、投人大等不足，随着计算流体动力学(保护温度计芯体的作用。在工况环境严酷，安全等级、CFD)及CFX软件的发展，计算机仿真在众多领域得质保等级高的领域，如核场、高温高压环境，对温度计到了广泛的应用。在设计标准方面ASMEPTC19．3提出了常规的直管型、锥型和阶梯型的设计准则，对业界人士进行温度计套管的设计有很好的指导作

8、用，如文·基金项目：国家科技支撑计划(编号2014BAE11B01)；重庆市集成示献[1】、[2】、[3】、[4】均有按标准ASMEPTC19．3对温范项目(编号CSTC2013JCSF50001)度计套管的设计进行了详细的分析，文献