Analysis of thermal stress and fatigue fracture for the solar tower molten salt receiver
Analysis of thermal stress and fatigue fracture for the solar tower molten salt receiver
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太阳能塔式熔盐接收器热应力及疲劳断裂分析
DOI：
10.1016/j.applthermaleng.2016.01.101
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发表时间：
2016-04
影响因子：
6.4
通讯作者：
Cheng Ze-Dong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Du Bao-Cun;He Ya-Ling;Zheng Zhang-Jing;Cheng Ze-Dong
本文对太阳能塔式熔盐接收器单管的热应力和疲劳断裂进行了研究。首先，对管内的温度分布进行了数值模拟。其次，通过求解应力方程来计算温度应力。然后基于屈服准则和热传导方程，推导出墙体发生损伤时的最小热流密度公式。最后，用裂缝尖端张开位移(CTOD)法研究了外墙的临界裂缝长度。结果表明，应力分布与内外壁温差分布基本一致。导致塑性变形的最大应力发生在外壁。根据本文推导的最小热流密度公式Q≥[σS]/(K A2+B2+C2−A B−A C−BC)，当进口温度为5 6 0K，安全系数为1.5时，受热管发生损伤时的热流密度仅为0.1 9 mW⋅m−2。当热流密度为0.7mW⋅m−2时，临界裂纹长度为17 mm。
In this paper, the thermal stress and fatigue fracture of a single tube for the solar tower molten salt receiver are presented. First, the temperature distribution of the tube is simulated. Second, the thermal stress is calculated by solving stress equations. Then the minimum heat flux formula is derived when damage occurs on wall based on the yield criterion and heat conduction equation. Finally, the critical crack length on outer wall is investigated by using the Crack Tip Opening Displacement (CTOD) method. The results show that the distribution of stress is similar to that of inner/outer wall temperature difference. The maximum stress, which causes plastic deformation, occurs on outer wall. According to the minimum heat flux formula q≥[σ s]/(K A 2+ B 2+ C 2− A B− A C− B C) derived in this paper, the heat flux is only 0.19 MW⋅ m− 2 when damage appears on the receiver tube if the inlet temperature and safety factor are 560 K and 1.5 respectively. Furthermore, the critical crack length is 17 mm when the heat flux is 0.7 MW⋅ m− 2.
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DOI：
10.1002/9781119135470.ch2
发表时间：
2017-03
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
R. Ibrahim
通讯作者：
R. Ibrahim
DOI：
10.1016/b978-0-12-800058-8.00004-9
发表时间：
2022
期刊：
Innovative Bridge Design Handbook
影响因子：
--
作者：
A. Pipinato;E. Brühwiler
通讯作者：
A. Pipinato;E. Brühwiler
DOI：
10.31399/asm.hb.v19.9781627081931
发表时间：
2018
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Committee Mandate
通讯作者：
Committee Mandate
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影响因子：
9
作者：
Cui FQ;He YL;Cheng ZD
通讯作者：
Cheng ZD
DOI：
10.1115/1.482794
发表时间：
2000-07
影响因子：
1.2
作者：
R. Viswanathan;J. Stringer
通讯作者：
R. Viswanathan;J. Stringer