节能燃气加热器中折流板的应力分析与优化

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2025年第1期北京时间：

作者：杜敏1,张帅平1,张永春2,王跃成1,张嘉迪1

单位：1. 江苏大学 能源与动力工程学院， 江苏 镇江 212013； 2. 江苏省特种设备安全监督检验研究院， 江苏 南京 210036

摘要：为了研究加热器中暴露在高温环境下折流板的应力分布规律与安全可靠性，基于有限元分析方法对其进行应力分析，选取危险截面路径进行应力线性化分析，并根据安全评定结果对折流板结构进行优化.结果表明：尖角造成的应力集中对折流板的应力分布影响较大，其薄膜应力PL过高是导致应力评定危险的主要原因；折流板整体应力大小随着燃料进口速度的增大而增高，温度与热应力大小呈正相关，在不同速度下应力变化趋势相似，换热管束与折流板连接处的结构不连续会造成应力升高；优化方案中，当钝化尖角后，折流板最大热应力降低16.7%，再覆盖热障涂层时的最大热应力较钝化尖角时降低44.5%，较原始结构降低53.7%，且整体热应力下降，优化后折流板强度评定为合格.

关键词：折流板, 温度场, 热流固耦合, 热应力, 应力评定, 热障涂层

基金资助： 国家市场监督管理总局科技计划项目（2020MK038）； 江苏省重点研发计划（社会发展）项目（BE2021750）