Thermal analysis of chimneys by finite element
Other Title(s)
التحليلات الحرارة للمداخن باستخدام طريقة العناصر المحددة
Author
Source
Issue
Vol. 2016, Issue 25 (30 Jun. 2016), pp.117-142, 26 p.
Publisher
Publication Date
2016-06-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
26
Main Subjects
Topics
Abstract AR
ھذا البحث یعنى بدراسة تأثیر الأحمال الحراریة على المداخن، حیث أن الأحمال الحراریة المأخوذة بنظر الاعتبار في ھذا البحث مبنیة على القیاسات الحقلیة الواقعیة لتغایر درجات الحرارة على مدخنة الدورة و بالتالي اعتبارھا كبیانات واقعیة لدرجات الحرارة لأي مدخنة یتم إنشاؤها في بغداد.
و ھذه التغیرات الحراریة تقسم إلى قسمین من حیث التأثیر و ھما : 1- التسخین المنتظم Uniform heating)).
2- الانحدار الحراري (Temperature gradient) عبر سمك قشرة المدخنة نتیجة لمرور الأبخرة و الغازات خلال المدخنة.
تم انجاز التحلیلات الحراریة باستخدام اشتراطات المواصفة الأمریكیة (ACI-307-08) و ذلك لحساب الأحمال الحراریة و من ثم استخدام برنامج STAAD.Pro-V8i و بتعریف المنشأ باستخدام عنصر3D- plate element.
تم دراسة سلوك أربعة مداخن متشابهة بالشكل و الأبعاد و لكنھا تختلف بمواد إنشاؤها (الخرسانیة المسلحة، الحدیدیة، الحدیدیة غیر القابلة للصدأ، و الالمنیومیة)، و قد وجد بان المداخن المعدنیة تعطي نتائج أعلى للإزاحة الشعاعیة و العمودیة، بینما بالنسبة لعزوم الانحناء (bending moments) و الاجهادات الغشائیة (Membrane Stresses) و ردود الأفعال فأن المدخنة الخرسانیة المسلحة أعطت نتائج اكبر من المداخن المعدنیة.
تم دراسة تأثیر تغیر سمك قشرة المدخنة ، و وجد بان الإزاحة الشعاعیة و العمودیة تتناسب عكسیا مع سمك قشرة المدخنة لكن ردود الأفعال عند قاعدة المدخنة تتناسب طردیا مع سمك قشرة المدخنة، أما تأثیر السمك على عزوم الانحناء (bending moments) و الاجهادات الغشائیة (Membrane Stresses) فھو قلیل و بالتالي لا داعي لتكبیر سمك قشرة المدخنة بھدف تقلیل الاجهادات الحراریة و إنما الاعتناء بطبقة التبطین و التهوية لانھا الأكثر تأثیرا بتقلیل الاجهادات الحراریة.
و أخیرا وجد أن مركبة الحمل الحراري الأولى (Uniform heating) ھي الأكثر تأثیرا على الاجهادات الغشائیة و العزوم و الإزاحة العمودیة و أن الدوران لا یتأثر كثیرا بالأحمال الحراریة، و بان فصل الشتاء ھو الأكثر خطورة لانھ یعطي الانحدار الحراري الأكبر في قشرة المدخنة.
Abstract EN
The study is concerned with effect of thermal stresses on chimneys, where the thermal loads considerate are based on actual field measurements of temperature variation in Al-Dora chimney- Baghdad.These temperature variations are divided into two parts: 1- Uniform heating.
2- Temperature gradient across the thickness of chimney shell due to flue gases.
Thermal analyses were carried out using ACI-307-08 provisions, and STAAD.Pro-V8i using (3D – plate element).
Comparison studies in thermal analyses were made on four chimneys similar in dimensions, but different in materials, (Reinforced Concrete, Steel, Stainless Steel, and Aluminum).
It was found that the metal chimneys give higher results in radial and vertical displacements, while higher results in the bending moments and membrane stresses were found in the reinforced Concrete chimney.
Thermal analyses were carried out to study the effect of chimney shell thickness.
It was found that the reactions at the base of the chimney are proportional to the thickness of the shell, but the radial and vertical displacements are inversely proportional with the thickness of the shell, While the effect of changing thickness on the bending moments and membrane stresses was found to be small which indicates that increasing the thickness of shell chimney doesn’t lead to smaller thermal stresses.
Finally, it was found that the Uniform heating component is more effective on the bending moments, membrane stresses and vertical displacements, while the rotations were not affected much by thermal loads.
Winter time is found to be more critical since it gives higher temperatures gradient.
American Psychological Association (APA)
Abd al-Karim, Bashshar Faysal. 2016. Thermal analysis of chimneys by finite element. al-Mansour،Vol. 2016, no. 25, pp.117-142.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-687981
Modern Language Association (MLA)
Abd al-Karim, Bashshar Faysal. Thermal analysis of chimneys by finite element. al-Mansour No. 25 (2016), pp.117-142.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-687981
American Medical Association (AMA)
Abd al-Karim, Bashshar Faysal. Thermal analysis of chimneys by finite element. al-Mansour. 2016. Vol. 2016, no. 25, pp.117-142.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-687981
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 141
Record ID
BIM-687981
