Numerički proračun vodenog cevnog kotla primenom konačnih elemenata ortotropne ploče

Abstract

Norme uglavnom pokrivaju proračun delova pod pritiskom, ali uglavnom bez uticaja termičkih opterećenja. Primena metode konačnih elemenata predlaže se pri proračunu svih komponenti koje norme ne obuhvataju. U radu je prikazan detaljan numerički proračun vodocevnog kotla tipa VU60 - Minel kotlogradnja. Na osnovu numeričkih modela određena su polja napona i deformacija za različita opterećenja. Razmatran je uticaj natpritiska i termičkog opterećenja. Primenjeni su i parametri dijagnostike čvrstoće kao što su raspodela membranskih i savojnih napona po podstrukturama i raspodela energije deformacije. Membranski zidovi (cevni paneli) vodocevnih kotlova izloženi su veoma velikim opterećenjima. Modelirani su elementima tanke ortotropne ploče. Razmotren je uticaj pojaseva ukrućenja na ponašanje konstrukcije kotla.

Norms handle the issues concerned with calculation of pressurized boiler components, however not considering the influences of thermal strains. Application of FEM in boiler design is suggested in calculating all components that are not covered by the norm. Detailed numerical calculation of the water-tube boiler type VU60-Minel Kotlogradnja is presented in the paper. Stress and strain fields are obtained based on numerical models for various types of loading. The influences of the over-pressure and thermal loading are discussed. Distribution of membrane and bending stresses for substructures and distribution of deformation energy are involved in the analysis. Membrane walls (tube panels) of the water-tube boilers are exposed to large loads. They are modelled using elements of a thin orthotropic plate. The influence of the buck-stays on the structural behaviour is discussed.