| Popis: |
Membranski zid vodocijevnog parnog kotla osnovni je konstrukcijski podsklop od kojega je izgrađen vodocijevni parni kotao. Membranski zid u vodocijevnom parnom kotlu ima funkciju isparivača, ali i nosive konstrukcije. Opterećen je tlakom radnog medija (voda/vodena para), toplinski, tlakom plinova izgaranja goriva, vlastitom težinom, težinom radnog medija, težinom izolacijskog materijala, težinom nataloženog pepela i ostale opreme kotlovskog postrojenja. Proračun čvrstoće i stabilnosti kotla oduvijek je bio otežan zbog složenosti njegove konstrukcije. Razvoj računalne tehnologije i numeričkih metoda nije tu puno pomogao, jer je za diskretizaciju geometrije membranskih zidova kotla pomoću metode konačnih elemenata bio potreban jako veliki broj stupnjeva slobode numeričkog modela. U ovoj doktorskoj disertaciji predložena je aproksimacija geometrije membranskog zida pomoću ortotropne ploče. Provedena je homogenizacija krutosti membranskog zida koja je kvantificirana i primijenjena kroz matricu elastičnosti ekvivalentne ortotropne ploče. Na taj način je omogućeno da se geometrija kotla diskretizira ljuskastim konačnim elementom uz daleko manji broj stupnjeva slobode numeričkog modela. Analitički izrazi za članove matrice elastičnosti izvedeni su primjenom metode izjednačavanja pomaka i metode ravnoteže i kinematičke kompatibilnosti. Provedeni su numerički proračuni na statičkim modelima membranskog zida i ekvivalentne ortotropne ploče zbog utvrđivanja točnosti izvedenih izraza za članove matrice elastičnosti ali i njihove korekcije u slučaju odstupanja. Analiziran je utjecaj proračunske krutosti membranskog zida na iznose reakcija u osloncima kotla. Na realnom primjeru kotla spalionice smeća u Dublinu izračunate su sile u zavješenjima radijacijskog dijela kotla i uspoređene sa iznosima sila koje su očitane na skalama opružnih zavješenja kotla. |
