气化炉托砖环温度场的有限元分析

气化炉托砖环温度场的有限元分析

近年来，随着石油、天然气、煤等燃料的不断增多，石油炉、煤气炉等气化炉技术在温度场分析方面得到了广泛应用，从而推动了能源和环境保护的发展。气化炉的托砖环受到高温等特殊的热力状态的影响，其特殊的温度场是研究动态特性和可靠性的基础，因此，研究托砖环的温度场变化和分布对气化炉的发展具有重要的意义。

针对以上情况，采用有限元法对气化炉托砖环温度场进行分析研究，以获得正确的温度场变化和分布，为气化炉研究和设计提供参考。本文综合分析了气化炉托砖环温度场的有限元模拟方法，并且在有限元技术平台进行模拟分析，通过分析温度场变化和分布，得出了结论：首先，本文首先通过计算分析，得出了煤气炉托砖环温度场的基本特征，其中，中部的温度较高，两侧的温度较低，波动程度相对较小，表明受到了内部材料属性的影响。温度分布曲线显示，在空间上，温度呈现出中心对称的梯度分布，从内往外逐渐降低；在时间上，温度首先保持稳定，随后在一定范围内波动，最后保持稳定。

其次，分析了不同材料和不同热源强度对气化炉托砖环温度场变化和分布的影响。本文发现，不同材料和热源强度对温度场的变化有明显的影响，表明材料的吸热性及热源的导热性共同决定了温度场的变化。相比起同材料和不同热源强度，不同材料和同热源强度下热量传导变化更大；而不同材料下热量传导差异较大，表明材料性能对温度场变化有较大的影响。

最后，根据模拟分析结果，得出了以下结论：（1）托砖环温度场

具有中部温度高、两侧温度低的基本特征，（2）材料属性和热源强度影响温度场的变化和分布，（3）温度分布曲线中心对称，（4）温度在一定范围内波动。本文研究结果可作为气化炉发展过程中温度场分析的参考，有助于更好地控制热失控问题，以提高气化炉托砖环的使用寿命与可靠性。

综上，本文应用有限元法，在有限元技术平台上对气化炉托砖环温度场进行分析，研究了材料属性、热源强度以及温度场的变化和分布，为气化炉研究和设计提供了参考，有助于控制热失控问题，以提高气化炉托砖环的使用寿命与可靠性。

基于ANSYS活塞有限元温度场的分析与研究

第一章绪论 1.1内燃机活塞组有限元研究的背景和意义 内燃机是目前世界上应用最广泛的热动力装置，它主要利用燃料燃烧释放出的热能产生有用的机械能做功。经历了百余年的发展，内燃机领域己经取得了长足的进步。在现今的社会中，几乎所有的交通工具均以内燃机做其核心的动力源。回溯整个20世纪，内燃机技术的成熟推动了整个人类社会向前进步，其广泛的应用也造就了这个世纪的繁荣。 随着各种新技术的研究成果应用到发动机设计过程中，以及愈来愈严格的排放法规的现在，发动机正想着高转速，高功率和低油耗的方向发展。功率的提高必然带来一些负面的影响。如加重了活塞的热负荷，使得活塞的温度超过活塞材料所能承受的味道，大大降低了活塞磁疗的强度，严重时可能活塞会出现龟裂甚至烧损。缸内爆发压力增加是活塞和缸体，缸盖承受的接卸符合增大。可能导致活塞和缸体缸盖因强度不足而产生破坏。此外压力升高率过大时，会产生敲缸现象，增加发动机的燃烧噪声，当提高发动机的转速以增大发动机的功率时，各个运动部件的惯性力也随着增加，使得活塞销和活塞销座的受力问题更为突出。缸体对活塞的支撑力也增大。于是发动机的噪声问题成为整车噪声中的主要问题【21】。 尽管转速的自己可以减少发动机的传热损失，但却同时造成发动机的NOx排放增加，在排放法规要求日益严格的今天，这一问题的得与失显得要慎重考虑。不仅如此，还会造成摩擦损失的增加。 在满足发动机高功率设计的同时，必须要考虑发动机的温度和强度方面的要求。发动机是一切动力装置的新章，而作为发动机关键部件的活塞又是重中之重，活塞热负荷和热强度问题的解决常常是提高征集技术水平的关键，直接影响内燃机工作可靠性和耐久性。为了减少发动机的整机重量和提高功率，中小型柴油机几乎都采用铝合金作为材料，为了减少活塞的传热和热负荷，人们正尝试使用陶瓷作为活塞的材料。 有限元法是当今工程分析中应用最广泛的数值计算方法。由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。它不但可以解决工程中的结构分析问题，也成功地解决了传热学，流体力学，电磁学和声学等领域的问题。有限元计算结果可以作为各类工业产品设计和想能分析的可靠依据。使用有限元方法分析活塞模型，可以很直接的分析活塞零部件的就够强度问题。热负荷问题，而研究分析的结果与试验箱就和将验证试验进行的有效性。

有限元分析软件比较分析

有限元分析软件 有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50 年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC 四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS 在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC 进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA 以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 结构分析能力排名：ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS 软件与ANSYS 软件的对比分析： 1．在世界范围内的知名度：两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。由于ANSYS 产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS 软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。 2．应用领域：ANSYS 软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。 3．性价比：ANSYS 软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的

铸造模型的温度场有限元分析

铸造模型的温度场有限元分析 概述 铸造是一种工程制造方法，将液态金属或其他物质浇铸到一个模具中，让其冷却并形成所需形状。在铸造过程中，温度场是非常重要的 因素。温度场决定了物体的热胀冷缩、形变、质量等方面，因此对温 度场进行分析和优化是铸造中非常关键的步骤。 有限元分析是一种数值分析方法，广泛应用于工程领域中的物理模 拟和优化。它通过将复杂的物理系统划分成离散的小单元，然后进行 数值计算，求解问题的数值解。因为铸造模型具有复杂的结构和几何 形状，因此需要使用有限元分析方法对其温度场进行建模和分析。 建模 铸造模型的温度场建模通常采用有限元法。首先需要将模型划分为 许多小单元，然后对每个小单元进行分析。对于铸造模型，一般采用 三维有限元建模。 建模首先需要构建模型几何结构，通常可以使用CAD软件进行建模，并将建模结果导入有限元分析软件中。此外，还需要确定材料属性如 热传导系数、比热容等物理参数。这些参数可以通过实验或者文献数 据获得。

模型建立后，需要进行网格划分。网格划分是将模型划分为许多小 单元的过程。划分应该既能保证精度，又不能花费过多的计算资源。 常用的有限元网格包括四面体网格和六面体网格。 求解 一旦建立了有限元模型并完成了网格划分，就可以求解铸造模型的 温度场了。求解需要根据材料性质、边界条件和初值条件设置方程组。为此，通常会考虑以下因素： •材料参数：包括材料的比热容、密度、热传导系数等。 •边界条件：包括模型的外表面或锥度面进行空气自流冷却，穴道内部注射的铸造材料温度，模型的初值等。 •时间步长：需要选用适当的时间步长来求解模型。 通过建立方程组，使用求解器对其进行求解。有限元分析通常可以 获得模型的温度分布、热流量、热应力等结果。 结果分析 求解完成后，可以对求解结果进行分析和优化。通常采用后处理软 件进行结果可视化，比如ParaView、Tecplot等软件。 常用的分析方式包括对温度场进行动态展示、温度场的等高线图、 热流分布图等。这些可视化结果可以帮助研究人员更好地了解模型温 度分布的规律，并进行优化改进。

3温度场有限元分析理论基础

第3章温度场有限元法分析理论基础 在制造加工领域中，通过计算机模拟各种加工过程是非常方便有效的方法之一。磨削过程也可以通过建立数值分析模型模拟整个磨削的过程，不仅可以预测实验可能发生的情况也可以减少实验的次数。于是，越来越多的学者使用有限元技术对磨削过程进行分析、研究。通过有限元法分析磨削区温度场既有利于对磨削机理的理解，也是一种优化机械加工工艺的有力工具，而且在考虑多种因素、非线性、动态过程分析等复杂情况时其优势尤为显著。 3.1有限元法简介 3.1.1 有限元法的基本思想 有限单元法是目前在工程领域内常用的数值模拟方法之一。目前在工程领域内常用都是数值模拟方法包括有限单元法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。有限元单元法的基本思想就是将连续的结构离散成有限多个单元，并在每一个单元中设定有限数量的节点，讲连续体看做是节点处连续的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在第一单元中假设一个插值函数来表示单元中场函数的分布规律，进而利用弹性力学、固体力学、结构力学等力学中的变分原理去建立用以求解节点未知量的有限元方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中有限自由度问题。求解法就可以利用解得的节点值和设定的插值函数来确定单元上以至整个集合上的场函数。 有限元分析的基本概念就是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一个单元假定一个较简单的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的近似解。由于大多数实际问题难以得到准确解，有限元法不仅仅计算精度高而且能够适应各种复杂形状，因此称为行之有效的工程分析手段。 3.1.2有限元热分析简介 热分析是指用热力学参数或者物理参数随着温度变化的关系进行的分析方法。国际热分析协会在1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的

有限元法现代社会发展综述

有限元法现代社会发展综述 随着现代科学技术的发展，人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。 一、有限元法的孕育过程及诞生和发展 大约在300年前，牛顿和莱布尼茨发明了积分法，证明了该运算具有整体对局部的可加性。虽然，积分运算与有限元技术对定义域的划分是不同的，前者进行无限划分而后者进行有限划分，但积分运算为实现有限元技术准备好了一个理论基础。 在牛顿之后约一百年，著名数学家高斯提出了加权余值法及线性代数方程组的解法。这两项成果的前者被用来将微分方程改写为积分表达式，后者被用来求解有限元法所得出的代数方程组。在18世纪，另一位数学家拉格郎日提出泛函分析。泛函分析是将偏微分方程改写为积分表达式的另一途经。 在19世纪末及20世纪初，数学家瑞雷和里兹首先提出可对全定义域运用展开函数来表达其上的未知函数。1915年，数学家伽辽金提出了选择展开函数中形函数的伽辽金法，该方法被广泛地用于有限元。1943年，数学家库朗德第一次提出了可在定义域内分片地使用展开函数来表达其上的未知函数。这实际上就是有限元的做法。 所以，到这时为止，实现有限元技术的第二个理论基础也已确立。 20世纪50年代，飞机设计师们发现无法用传统的力学方法分析飞机的应力、应变等问题。波音公司的一个技术小组，首先将连续体的机翼离散为三角形板块的集合来进行应力分析，经过一番波折后获得前述的两个离散的成功。20世纪50年代，大型电子计算机投入了解算大型代数方程组的工作，这为实现有限元技术准备好了物质条件。1960年前后，美国的R.W.Clough教授及我国的冯康教授分别独立地在论文中提出了“有限单元”，这样的名词。此后，这样的叫法被大家接受，有限元技术从此正式诞生。 1990年10月美国波音公司开始在计算机上对新型客机B－777进行“无纸

有限元分析法概述

第十一章 有限元分析方法概述 1、基本概念 有限元分析方法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代没计计算方法。它是20世纪50年代首先在连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快就广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 在工程分析和科学研究中，常常会遇到大量的由常微分方程、偏微分方程及相应的边界条件描述的场问题，如位移场、应力场和温度场等问题。求解这类场问题的方法主要有两种：用解析法求得精确解；用数值解法求其近似解。应该指出，能用解析法求出精确解的只是方程性质比较简单且几何边界相当规则的少数问题。而对于绝大多数问题，则很少能得出解析解。这就需要研究它的数值解法，以求出近似解。目前工程中实用的数值解法主要有三种：有限差分法、有限元法和边界元法。其中，以有限元法通用性最好，解题效率高，目前在工程中的应用最为广泛。 下面通过一个具体例子，分别采用解析法和数值解法进行求解，从而体会一下有限元分析方法的含义及其相关的一些基本概念。 如下图所示为一变横截面杆，杆的一端固定，另一端承受负荷P ，试求杆沿长度方向任一截面的变形大小。其中，杆的上边宽度为1w ，下边宽度为2w ，厚度为t ，长度为L ，杆的材料弹性模量为E 。已知P ＝4450N ，1w ＝50mm ，2w =25mm ，t =3mm ，L =250mm ，E =72GPa 。 ① 采用解析法精确求解 假设杆任一横截面面积为)(y A ，其上平均应力为σ，应变为ε。根据静力平衡条件有： 0)(=-y A P σ 根据虎克定律有： εσE = 而任一横截面面积为： t y L w w w y A )()(1 21-+ = 任一横截面产生的应变为：dy du =ε 将上述方程代入静力平衡条件，进行变换后有： dy y EA P du ) (= 沿杆的长度方向对上式两边进行积分，可得： ?? ? -+==y y u dy y L w w w Et P dy y EA P du 01210 ) ()(

压力容器热力耦合的有限元分析

压力容器热力耦合的有限元分析 摘要：实际工程中，压力容器除了承受机械应力外，还要承受波动温度条件下 由于温度分布不均匀而产生的热应力。在压力容器实际运行时，特别是在启动、 停止过程中，结构所受的瞬态温度变化显著，由此带来的温度应力则会达到较大 的数值，能够使得设备结构产生强度破坏。因此，准确地确定结构的瞬态温度场、耦合热应力以及部件问的热传递规律是具有实际意义和工程价值的课题。本文就 此展开了论述，以供参阅。 关键词：压力容器;热力耦合;有限元分析 1传导问题的有限元分析 1.1三维瞬态温度场问题的一般表达格式 在一般三维问题中，瞬态温度场的场变量Ф(x，y，z,t)在直角坐标系中应满足的微分方 程是： 上式中，JD是材料密度(kg／m3)；c是材料比热容(J／kg·K)；t是时间(s)：kx，ky，kz也 是材料沿物体三个主方向(x，y，z)方向的导热系数(w／(m·K))；Q=Q(x，y，z,t)是物体内部的 热源密度(w／kg)；nx，ny，nz是边界外法线的方向余弦；Ф=Ф(Γ，t)是在Γ1边界上的给定温度；q=q(Γ，t)是在边界Γ2上的给定热流密度(w／m2)；h是对流换热系数(W／m2·K)。； Фa=Фa(Γ，t)，对于尼边界，在自然对流条件下，Фa是外界温度环境；在强迫对流的条件下，Фa是边界层的绝热壁温度。微分方程式(1)是热量平衡方程，其表明，微体升温所需的热量 应与传入微体的热量以及微体内热源产生的热量相平衡。(2)式是在E边界上给定温度Ф(Γ，t)，称为第一类边界条件，它是强制边界条件。(3)式是在如边界上给定热流量q(Γ，t)，称为第二 类边界条件。(4)式是在Γ3边界上给定对流换热的条件，称为第三类边界条件。Γ1+Γ2+Γ3=Γ是域力内的全部边界条件。 1.2结构耦合热应力的求解思想 热应力实际上是热和应力两个物理场相互作用的结果，属于耦合场分析的范畴。在有限 元热应力分析中，通常有两种方法，一种是顺序耦合法，另一种是直接耦合法。顺序耦合法 是先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加到结构中，并结合结构应力对耦合 热应力进行分析；直接耦合法是直接采用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分 析和结构应力分析的结果。本文采用顺序耦合法进行分析。值得一提的是，利用顺序耦合法 进行分析时，在得到温度场分布以后，利用给定的载荷和位移条件便可求解瞬态热应力问题，这是最基本的有限元静力分析问题。在进行热应力分析时，可利用计算温度场的同一网格划分，这里不进行理论赘述。 2压力容器的有限元模型 将实际工程中的问题进行离散转化为有限元计算模型是有限元模型建立的基本方法，模 型的建立是数值模拟的前提和基础，其合理性与否将直接影响到计算结果的可靠性。有限元 建模的总则是根据工程分析的精度要求，建立合适的并能模拟实际结构的有限元模型。在对 连续体离散化以及用有限个参数表征无限个形态自由度的过程中不可避免的引入了近似。为

有限元分析

有限元分析 6、离散的目的是什么？（6 分） 答案要点： 将无穷自由度问题转换成有限个自由度问题，从而将连续的微分方程转换为 有限个代数方程求解。 7、总刚矩阵是一个奇异阵，其物理意义是什么？（6 分） 答案要点： 结构在无约束或约束不足时，结构可以可以发生刚体运动，从而在结构的位 移中包含刚体位移，而不是变形位移。 8、建立有限元模型应遵循哪两个基本原则？（6 分） 答案要点： （1）保证计算结果的精度； （2）控制模型的规模。 每答对1 个得3 分。 9、结构有限元静力分析主要计算什么内容？（6 分） 答案要点： （1）结构变形； （2）结构应变； （3）结构应力。 每答对1 个得2 分。（5）变差缩减性； （6）仿射不变性。 备注：每种性质须给出简要的说明，每个性质各 1 分。 1、比较体素构造法和边界表示法的优缺点，并给出混合表示方法的特点。（6 分）答案要点： （1）边界表示法 边界表示法在图形处理上有明显的优点，因为这种方法与工程图的表示法相

近，根据其数据可以迅速转化为线框模型和面模型。尤其在曲面造型领域， 便于计算机处理、交互设计与修改。对于面的数学描述而言，用边界表示法 可以表达平面和自由曲面（如Coons 曲面、NURBS 曲面）。边界表示法的缺 点是数据量庞大，对于简单形体如球体、柱体等的表示显得过于复杂。（2 分）（2）体素构造法 体素构造法在几何形状定义方面具有精确、严格的特点。其基本定义单位是 体和面，但不具备面、环、边、点的拓扑关系，因此其数据结构简单。在特 征造型方面，体素正是零件基本形状的具体表示，因此对于加工过程中的特 征识别具有重要作用。正是由于体素构造法未能建立完整的边界信息，因此 难以向线框模型和工程图转化，并且在显示时必须进行形状显示域的大量计 算。同样，对于自由形状形体的描述也难以进行，对于模型的局部形状修改 不能进行。（2 分） （3）混合表示 在实践中，体素构造法和边界表示法各有所长，因此目前的几何造型引擎几 乎都采用体素构造和边界表示的混合方法来进行实体造型。通常，体素构造 模型作为外部模型，而边界表示模型作为内部模型，即以体素构造模型作为 输入数据，在计算机内部转换为边界表示模型的内部数据（或几何数据库），

柴油机活塞温度场试验研究及有限元热分析

柴油机活塞温度场试验研究及有限元热分析柴油机是一种集高效、经济、环保和实用性特性于一身的发动机。在柴油机的设计过程中，温度场是一个重要的因素，它主要决定了柴油机的效率和寿命的长短。因此，对柴油机活塞温度场的研究已成为一项重要的研究课题。本文将从热传导的角度出发，结合实验和有限元分析的方法，对柴油机活塞温度场的研究进行详细的介绍。 首先，从实验方面来讨论柴油机活塞温度场。首先，在柴油机活塞温度场实验中，使用了采用温度传感器组成的测温系统来进行温度场的实测。该测温系统由温度传感器、电子枪、计算机硬件、软件及测温记录仪组成。数据采集和采样是在计算机平台上完成的，以得到温度场的实时实测值，最后可以得到温度场的2D或3D图形，便于分析温度场的分布状态。 其次，针对柴油机活塞温度场的实验，研究者可以使用有限元方法来优化柴油机的热传导性能。有限元方法的基本原理是，将机械结构分割成若干小的有限元单元，并分析各单元的热传导系数，最终确定柴油机活塞温度场的总体特性。本文采用ANSYS仿真软件作为有限元分析工具，并将热传导方程式建模成有限元，分别计算柴油机活塞中温度场的时空特性，取得其动态温度场的实时模拟值，以深入分析温度场的时变特性。 最后，根据实验和有限元分析的结果，可以得出柴油机活塞温度场分布图，并可以将它与柴油机实际操作中的温度场进行对比，以指导该柴油机的设计优化。在柴油机活塞温度场研究中，以上针对实验

与有限元分析的结合研究，可以更好地理解柴油机活塞温度场的变化规律，最终更好地保证柴油机的发动机性能与寿命的长期可靠性。 总之，柴油机活塞温度场的研究是十分重要的，可以从实验与有限元分析的结合研究方面，更加深入地理解柴油机活塞温度场的变化规律，从而更好地保证柴油机的发动机性能与寿命的长期可靠性。 随着动力技术的发展，柴油机活塞温度场研究将越来越受到研究者们的关注。研究者们可以继续探索不同燃烧方式下柴油机活塞温度场的变化特性，以指导柴油机的研制与设计。进而有助于柴油机在高效、经济、环保和实用性方面的更好发展。

单喷嘴顶置粉煤气化炉热态数值模拟及烧嘴头部受热分析

单喷嘴顶置粉煤气化炉热态数值模拟及烧嘴头部受热分析郭伟;匡建平 【摘要】气化炉和烧嘴的匹配性是气化效率高效与否的关键.针对粉煤气化炉流场特性进行模拟研究,对单喷嘴顶置粉煤气化炉进行不同工况条件下的热态数值模拟及嘴头部受热状况进分析,结果证明烧嘴头部和气化炉燃烧室温度分布能够满足长周期运行的要求,为装置的实际运行提供理论研究依据. 【期刊名称】《当代化工》 【年(卷),期】2016(045)006 【总页数】3页(P1170-1172) 【关键词】粉煤气化;烧嘴;数值模拟;受热分析 【作者】郭伟;匡建平 【作者单位】神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司,宁夏灵武750411;中国船舶重工集团公司第七一一研究所,上海201108 【正文语种】中文 【中图分类】TQ530 煤气化是煤化工的先导技术，粉煤气化以其高碳转化率和高冷煤气效率日益得到重视，其中单喷嘴顶置的干煤粉气化技术主要有航天粉煤加压气化技术和GSP干煤粉加压气化技术。近年来中国在研究、开发、消化引进煤气化技术方面进行了大量工作，随着上述两种技术在气化炉水冷壁易超温烧损、烧嘴运行时间短燃烧效果不

佳、气化炉连续运行时间不长等问题上取得突破，及在国内大规模工业装置的成功运行，也正在得到市场越来越广泛的认可和肯定。 单喷嘴顶置粉煤气化技术的关键是煤粉烧嘴必须满足气化炉长周期、高效、稳定运行的要求。由于气化炉热态运行时烧嘴头部区域所处的环境较为恶劣，既要受到炉内高温烟气的辐射换热和对流换热，又要受到高温融渣的冲刷。如果不能合理设计烧嘴的冷却水结构，合理组织烧嘴前流场的流动形式，将直接影响到烧嘴的使用寿命，影响到气化炉的正常运行[1-5]。 1 气化炉模型及初始参数设置 1.1 气化炉物理模型 模拟计算选用2 000 t/d粉煤气化炉，操作压力为4.5 MPa。煤气化合成气有效气流量（CO+H2）要达到130 000 Nm3/h以上，操作负荷77％～108％。气化炉直径为ø2 800 mm，排渣口直径为ø596 mm，组合式烧嘴接口直径为ø524 mm，气化炉直段高度为4 390 mm。建模区域为气化炉燃烧室至激冷缩口（图1）。 1.2 气化反应的初始参数设置 煤样元素、工业分析和其它参数设定见表1-2。 2 数值模拟计算结果分析 2.1 正常工况条件下气化炉热态数值模拟结果 图2显示了不同负荷条件下气化炉炉内温度场的分布特性。100％负荷条件下合成气出口温度分别为1 752 K（1 479 ℃）。 单喷嘴顶置烧嘴煤粉进入气化炉后，在高速旋转的氧气射流的带动下发生弥散，获得动量后向气化炉燃烧室中下部运行，发生燃烧反应；一般燃烧分为以下几个阶段：吸热、挥发份脱除、焦炭吸热、燃烧，时间为毫秒级别，同时需要吸收大量的热量。由图可见，气化炉燃烧室内200～2 000 mm处为高温区，温度约为2 600 K；炉

温度场分析理论总结

温度场分析理论总结 温度场分析理论是研究温度分布和传热的一种方法，广泛应用于工程领域，对于设计和优化热传导设备和系统具有重要意义。本文将对温度场分析理论进行总结，包括温度场分析的基本原理、常见的温度场分析方法以及其应用领域和发展趋势。 温度场分析的基本原理是通过对传热方程的求解，得到系统内不同位置上的温度分布。传热方程一般为热传导方程，描述了热量在系统中的传递过程。根据热传导方程，可以得到温度场的分布情况，并通过对温度场进行求解，得到系统内不同位置上的温度值。 常见的温度场分析方法包括解析解法和数值解法。解析解法是通过解析求解热传导方程，得到温度场的解析表达式。这种方法通常适用于简单的几何形状和边界条件的情况，可以快速得到温度场分布。但对于复杂的几何形状和边界条件的情况，解析解法往往无法得到解析表达式，需要使用数值解法进行求解。 数值解法是通过将区域离散化为有限的网格，将热传导方程离散化为一组代数方程，并通过迭代方法求解这些方程，得到温度场分布。常见的数值解法包括有限差分法、有限元法和边界元法等。有限差分法是将区域划分为有限个节点，并在每个节点上近似热传导方程的导数，从而得到一组代数方程。有限元法和边界元法则是将区域划分为有限个单元，通过对单元内部的温度进行逼近，得到温度场的数值解。 温度场分析理论广泛应用于工程领域，对于设计和优化热传导设备和系统具有重要意义。比如，在电子器件的散热设计中，通过对温度场的分析，可以评估器件的散热性能，优化散热结构，提高器件的工作效率和寿

命。在热处理过程的温度控制中，通过对温度场的分析，可以控制加热行 程和时间，保证材料达到所需的热处理效果。在建筑空调系统的设计中， 通过对温度场的分析，可以确定合理的风流设计，提高空调系统的能效。 温度场分析理论的发展趋势主要体现在以下几个方面。首先，随着计 算机技术的快速发展，数值解法在温度场分析中的应用越来越广泛。计算 机能够快速进行大量数据的计算和处理，大大提高了温度场分析的效率和 精度。其次，随着对高温、低温和超高温环境的需求增加，温度场分析理 论也逐渐向这些极端工况拓展，对新的材料和热传导机制进行研究和应用。再次，温度场分析理论与其他领域的交叉研究也在不断增加。比如，与流 体力学的耦合，可以研究流体流动中的温度场变化，优化热传导设备的设计。与材料力学的耦合，可以研究材料的热应力分布，预测材料的热疲劳 寿命。 总之，温度场分析理论是研究温度分布和传热的一种重要方法，通过 对传热方程的求解，得到系统内不同位置上的温度分布。常见的温度场分 析方法包括解析解法和数值解法，广泛应用于工程领域中的热传导设备和 系统的设计和优化。未来，随着计算机技术的发展和对极端工况的需求增加，温度场分析理论将在精度、效率和应用领域上不断发展和完善。

GE3000吨水煤浆气化炉系统设备改进技术探讨

GE3000吨水煤浆气化炉系统设备改进技 术探讨 摘要：本项目气化炉采用大型化设计，日投煤量为3000吨/天，目前为全世界最大的单喷嘴德士古水煤浆气化炉，在前期设计阶段对动静设备进行多项技术改进，保证了气化炉系统的长周期运行。 关键词：气化炉；技术改进；长周期运行 Discussion on equipment improvement technology of GE3000 ton coal-water slurry gasifier system Shi qiang1,zhanglu2 (Guoneng Yulin Chemical Co., Ltd., Yulin City, Shaanxi Province 719302) Abstract: The gasifier of this project adopts large-scale design, with a daily coal consumption of 3000 tons/day. At present, it is the largest single-nozzle Texaco coal-water slurry gasifier in the world. In the early design stage, many technical improvements have been made to the dynamic and static equipment to ensure the long-term operation of the gasifier system. Key words: gasifier; Technical improvement; Long cycle operation; 前言：我们国家煤炭资源丰富，随着“双碳”的提出，环境的保护更加重要，所以将煤炭资源转变为清洁能源将是一项具有战略意义的重大任务，近几年来，随着煤化工行业技术的不断发展，煤化工已成为我们国家一项重要产业，而GE水煤浆气化工艺则是煤炭气化工艺中技术较为成熟，系统运行较为稳定，安全系数、能源利用率较高，环保达标的一项先进的煤气化技术。而GE水煤浆气化工艺系统在不断地发展和应用过程中也出现了各种设备

环状激光作用于薄管产生温度场的有限元模拟

环状激光作用于薄管产生温度场的有限元模拟 曹豆豆;王开圣;杨雁南 【摘要】为了提高激光在管道中激发超声波的效率,基于激光超声的热弹激发理论,建立了环状激光源作用于薄管中的有限元模型,采用有限元方法,数值模拟了环状激光脉冲作用于铝管内壁时产生的瞬态温度场,得到了铝管内部温度随时间变化的曲线和不同时刻温度沿径向、轴向的变化曲线,并进一步分析了铝管内温度梯度的形成及随时间、沿径向的变化规律.结果表明,激光产生的瞬态温度场建立极其迅速,整个过程仅持续几十纳秒,该过程产生的温度梯度非常大,因此环状激光源可在铝管中激发很强的超声波;同时,由于温度梯度分布在整个圆周上,因而形成的导波衰减慢,可在周向、轴向上实现大范围超声检测.该结果对热弹条件下激光在管道中激发超声导波的研究有一定参考作用. 【期刊名称】《激光技术》 【年(卷),期】2010(034)006 【总页数】4页(P753-756) 【关键词】激光技术;激光超声;有限元;温度场;环状光源 【作者】曹豆豆;王开圣;杨雁南 【作者单位】南京航空航天大学,应用物理系,南京,210016;南京航空航天大学,应用物理系,南京,210016;南京航空航天大学,应用物理系,南京,210016 【正文语种】中文 【中图分类】TN249

引言 管道系统在化工、石油以及电力等工业中有广泛应用，定期对管材进行检测非常重要，否则可能导致严重损失[1]，因此，超声导波在管道和管路中的传播一直是力 学和超声检测领域的研究热点[2-3]，特别是周向和纵向模态的导波检测技术，更 是受到人们的极大关注。近年来，由于激光超声技术的迅速发展，利用激光超声技术对管道进行无损检测的研究也多有报道[4-6]。由于导波具有多模和色散特性， 目前人们对超声导波在管道中传播和散射的特性尚未完全了解，从激光在管道内激发超声的原理出发对此问题进行研究，有助于从本质上加深对这一问题的理解。 激光超声技术是一种很实用的无损检测技术[7-9]，它不仅具有非接触的优点，而 且还可以通过改变作用在样品上激光源的形状来改变激发超声导波的模式，以提高激发效率[10-12]。关于激光超声技术用于管道检测的研究，TANG等人[3]利用本征函数展开法详细讨论了有限长管道中导波的激光激发，给出了4个能量相等的 脉冲激光轴对称地打在管外壁上时，管外壁各点振动的瞬态解。GAO等人[13]用 脉冲激光线源作为表面加载，从实验上得到了薄铝管表面探测点的位移随时间的变化，以及有缺陷和无缺陷薄铝管表面的波形比较。ZHAO等人[4,14]采用有限元法对线光源在管道内激发的周向导波进行了理论研究。 因热弹条件下的激光超声是样品吸收激光能量，从而温度上升而产生热膨胀，因此，研究管状材料中激光超声导波的前提是得到管状材料中的瞬态温度场。作者首先分析了环状光源在管状材料中激发超声导波的优势及可行性，随后以薄铝管为例，建立了环状激光激发源作用在铝管中的有限元模型，并数值计算了该条件下铝管中的温度场分布，分析了温度和温度梯度的变化规律。所得结果对管道系统的导波研究具有实际意义。 1 环状光源激发薄铝管中的超声导波的优势及可行性分析

GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析及解决措施

GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析 及解决措施 摘要：GE水煤浆气化工艺是以煤和氧气为生产原料，即将原料煤、研磨水及水煤浆添加剂按一定配比研磨出合格的煤浆，与来自空分装置的纯氧通过三通道工艺烧嘴预混合后进入气化炉，在一定温度及压力下进行不完全氧化反应，生产为主要成分的粗合成气，粗合成气送至下游净化装置。在实际生产运行以CO+H 2 中，经常会出现烧嘴压差低于联锁值（20kPa）触发气化炉跳车，从而严重制约装置的长周期稳定运行。烧嘴压差是指煤浆进入烧嘴前的压力与气化炉合成气出口压力的差值，烧嘴压差能反映烧嘴喷头的磨蚀及烧嘴喷射雾化效果。设置烧嘴压差低停车联锁主要是防止高温高压合成气反窜进入煤浆管道引起爆炸事故。本文详细的对烧嘴压差低的各种原因进行深度剖析，并提供相对应的解决措施，减少因烧嘴压差低导致气化炉跳车的次数。 关键词：烧嘴压差；烧嘴改造；煤浆质量；中心氧；操作调整 1、中天合创GE水煤浆气化装置简述 中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目煤气化装置采用美国GE公司“非催化部分氧化法”水煤浆气化技术，购买水煤浆气化工艺包和专利设备，由中石化宁波工程公司完成基础及详细工程设计（如图1）。煤气化装置共分为气化一、气化二两个系列，两个系列设置相同，主要包含14套煤浆制备系统、14套气化及合成气洗涤系统、14套四级闪蒸系统及相关公用工程系统。单台气化炉设计原煤日处理量为1496t，有效气产量（CO+H2）10.7万m3/h，14台气化炉正常生产时11开3备，装置于2013年9月份正式开工建设，2016年6月中交，2016年9月份投料开车。

图1 装置工艺流程 2、装置运行状态 装置在运行初期极不稳定，气化炉跳车频繁、运行周期短，其中2018年，气化炉非计划停车（连续运行天数＜60天）次数多达116次，尤其是烧嘴压差低联锁（T-25）导致气化炉非计划停车次数达到88次，气化炉单炉连续运行时间平均不足30天，大大落后于同行业平均70天的运行水平。频繁的烧嘴压差低联锁跳车不仅隐藏着巨大的安全风险，而且对企业的经济效益有着极大的影响。烧嘴压差低，对气化炉和烧嘴的影响主要有：（1）容易造成烧嘴回火，烧穿烧嘴冷却水盘管，导致气化炉跳车，严重时高温高压合成气从冷却水管道窜出发生火灾爆炸事故；（2）火焰变短，导致气化炉拱顶及烧嘴法兰温度高，同时对拱顶砖的冲刷磨蚀加快；（3）煤浆雾化效果差，碳转化不完全，有效气产率低，气化炉渣量变大，捞渣机电流升高。（4）烧嘴压差低于联锁值20kPa时，气化炉跳车[1]。烧嘴压差低成为制约装置安全稳定运行的瓶颈，为解决这一难题，装置成立攻关小组，对烧嘴压差的影响因素进行全面的分析，一致认为，烧嘴压差的

KSY气化炉运行常见问题分析及解决方案

KSY气化炉运行常见问题分析及解决方案 何炳昊;李晓红;张栋;鲁阳阳;王忠臣 【摘要】介绍了KSY输运床气化技术工艺流程,气化炉结构,陈述其技术特点,重点对气化试验运行过程中的气化炉结焦,压差计堵塞,温度计磨损,粗、细灰排灰不畅的问题进行分析并提出解决方案,从而保证装置的稳定运行. 【期刊名称】《化工设计通讯》 【年(卷),期】2019(045)001 【总页数】2页(P83-84) 【关键词】KSY气化炉;结构及原理;结焦;粗灰;细灰 【作者】何炳昊;李晓红;张栋;鲁阳阳;王忠臣 【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安 710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075 【正文语种】中文 【中图分类】TQ545 现代煤气化技术是煤化工装置中的核心环节，涉及整个煤化工装置的运行稳定性。

根据气化炉的结构和炉内气固接触，煤气化技术可以分为：固定床、气流床、流化床和循环流化床[1]。KSY输运床气化技术是循环流化床的一种，耦合了美国KBR 公司、美国南方电力公司、延长石油集团三家先进煤气化技术，采用了美国KBR 公司和南方电力公司共同开发的输运床气化技术和碳氢研究中心自主开发的焦油裂解技术。KSY技术能够拓宽煤种，处理负荷能够达到5 000t/d，是一种超大型煤 气化技术。 1 气化炉结构和工作原理 气化炉结构上主要包括：原料混合区、提升管、一级旋风分离器、二级旋风分离器、密封腿、立管、J型腿。原料煤粉、氧气和蒸汽在混合区充分混合，随气流逐渐上升至提升管，在提升管中完成主要的气化反应。通过调节氧气和煤粉量的比率以及氧气和蒸汽的比率，可以有效地控制气化炉的操作温度维持在980℃左右。 粗合成气从提升管出来后，进入一级旋风分离器分离出大部分循环固体颗粒（主要为粗灰），这些循环固体颗粒经由密封腿在重力的作用下进入立管，循环固体颗粒在立管汇集后，通过J型腿循环返吹气送回混合区循环反应，在混合区下部粗灰排放至粗灰连续减压排灰处理系统。 由一级旋风分离器分离出的粗合成气进入立管顶部的二级旋风分离器，进一步分离粗合成气中携带的灰分，分离出的灰分降入立管内并且通过J型腿循环返吹气送回至混合区。 从第二级旋风分离器顶部分离出的携带有细灰的粗合成气进入二段炉，在1 150℃左右且有氧气和蒸汽存在的条件下使得粗合成气中的焦油裂解并进行深度转化，粗合成气中的甲烷含量亦大幅降低，同时部分飞灰中的残碳也进行反应，反应后的粗合成气进入合成气冷却器进行冷却。 2 气化炉的主要特点 KSY气化炉的主要特点如下：

温度场分析

1温度场分析的意义 2离合器温度场分析的前提条件 进行膜片弹簧离合器温度场分析时要考虑到很多因素的影响，在这些因素 中有些是主要的因素，有些是次要的因素。根据目前的研究条件和国内外对此研究的进展状况，针对本研究主要进行如下方面的假设啪儿驯。 (1)在离合器接合过程中，压盘摩擦片间不断地流入和流出，因此其温度在 不断的变化，则摩擦片压盘的材料热性能参数要受到温度的影响。由于实验仪器的限制，不能够测量这些参数的变化，故在这里假设压盘和摩擦片的材料热性能参数不随温度变化。 (2)任何有温度的物体都要向外辐射能量，离合器也不例外。由于离合器接 合分离的时间很短，且压盘和摩擦片的温度不是很高，考虑到辐射计算的复杂性，暂不考虑离合器的辐射散热。 (3)实际工作中，离合器由于温度过高，或者散热不好，材料的物理化学性 质就会发生变化，比如塑性变形、析氢等现象。这些现象在温度场求解中是很难实现的，因此在该分析中将此现象忽略掉。 (4)摩擦热的产生，总是会有各种现象可能会带走部分的摩擦热，如磨损会 带走摩擦热。为了分析问题方便，认为摩擦热流完全被压盘和摩擦片吸收。(5)根据产生热量来源的滑摩功计算公式可判断出压盘摩擦片的温度场是 沿径向和轴向变化的二维温度场。 3用Pro/E软件建立离合器压盘模型 通过Pro/E软件对离合器压盘进行全面的三维建模，见图4-1。Pro/E建模主要通过线框的拉伸和剪切。所建立压盘三维模型数据如下：压盘外径为180mm，内径为120mm，材料为灰铸铁HT200铸成。 4有限元温度场分析前提条件 （1）结构离散化 结构离散化就是将结构分成有限个小的单元，单元与单元、单元与边界之间通过节点连接。结构的离散化是有限元法分析多的第一步，关系到计算精度与计算效率，是有限元法的基础步骤，包含以下的内容： 1）单元类型选择。离散化首先要选定单元类型，这个包括单元形状、单元节点与节点自由度等三个方面的内容。 2）单元划分。划分单元时应注意一下几点：①网格划分越细，节点越多，计算结果越精确。网格加密到一定程度后计算精度的提高就不明显，对应力应变变化平缓的区域不必要细分网格。②单元形态应该尽可能接近相应的正多边形或者正多面体，如三角形单元三边应尽量接近，且不出现钝角；矩阵单元长度不宜

{推荐}气化炉筑l炉施工方案

气化炉筑l炉施工方案

******年产20万吨/年醋酸项目新型气化炉 耐火衬里施工方案 1、工程概况 1.1、********年产20万吨/年醋酸项目位于滕州市木石镇，该项目气化装置有3台新型气化炉，其中两台在今年内施工，耐火衬里由****建防腐六公司承担。 业主********，监理*****监理公司，设计单位*****工程公司，新型气化炉是具有中国知识产权的日处理1000吨煤新型气化炉，炉体高度12.313米，直径3.4米，耐火衬里后的直径2.282米，耐火衬里分三个部分组成即锥形底筒体及拱顶。 锥形底的见火面为铬铝锆砖，背衬3mm的聚苯乙烯板，再砌铬刚玉砖，砌铬刚玉砖背衬重质耐火浇注料。 筒体见火面为铬铝锆砖，宽度230mm，背衬3mm的聚本乙烯板，再砌铬刚玉砖，宽度200mm，背衬2mm的聚苯乙烯板，然后砌氧化铝空心砖，宽度105mm，紧靠炉子壳体为耐火纤维毡宽度25mm，可压缩至19mm。 拱顶见火面为铬铝锆砖，宽度200mm，背衬3mm的聚苯乙烯板，再砌铬刚玉砖，宽度100mm，然后在铬刚玉砖背衬浇注重质耐火浇注料，紧靠炉顶内表面衬耐火纤维毡厚度20~30mm。 新型气化炉是气化装置的关键设备，耐火衬里质量的好坏，直接影响产品的质量和炉子的使用寿命，该炉耐火衬里结构复杂，施工难度大，质量要求高。 1.2、耐火衬里主要工程量（两台） 铬铝锆砖64.26m3 铬刚玉砖35.1m3 氧化铝空心砖29.24m3

重质耐火浇注料13.92m3 2、编制依据 《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB50211-2004 《化学工业炉砌筑技术条件》HG20543-92 《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999 *********工程公司提供的图纸： 新型气化炉炉衬装配图TO2005-610FD50-2000 新型气化炉炉衬装配图TO2005-610FD-2001 新型气化炉炉衬部件图TO2005-610FD-2002 新型气化炉炉衬部件图TO2005-610FD-2003 新型气化炉炉衬部件图TO2005-610FD-2004 新型气化炉托砖板布置图TO2005-610FD-2005 新型气化炉砖型图TO2005-610FD-2010~2017 设计变更通知单TO2005-FD85-005 3、施工工艺程序 4、施工方法及技术措施

有限元分析基础教程

有限元分析基础教程

前言 有限元分析已经在教学、科研以及工程应用中成为重要而又普及的数值分析方法和工具；该基础教程力求提供具备现代特色的实用教程。在教材的内容体系上综合考虑有限元方法的力学分析原理、建模技巧、应用领域、软件平台、实例分析这几个方面，按照教科书的方式深入浅出地叙述有限元方法，并体现出有限元原理“在使用中学习，在学习中使用”的交互式特点，在介绍每一种单元的同时，提供完整的典型推导实例、MATLAB实际编程以及ANSYS应用数值算例，并且给出的各种类型的算例都具有较好的前后对应性，使学员在学习分析原理的同时，也进行实际编程和有限元分析软件的操作，经历实例建模、求解、分析和结果评判的全过程，在实践的基础上深刻理解和掌握有限元分析方法。 一本基础教材应该在培养学员掌握坚实的基础理论、系统的专业知识方面发挥作用，因此，教材不但要提供系统的、具有一定深度的基础理论，还要介绍相关的应用领域，以给学员进一步学习提供扩展空间，本教程正是按照这一思路进行设计的；全书的内容包括两个部分，共分9章；第一部分为有限元分析基本原理，包括第1章至第5章，内容有：绪论、有限元分析过程的概要、杆梁结构分析的有限元方法、连续体结构分析的有限元方法、有限元分析中的若干问题讨论；第二部分为有限元分析的典型应用领域，包括第6章至第9章，内容有：静力结构的有限元分析、结构振动的有限元分析、传热过程的有限元分析、弹塑性材料的有限元分析。在基本原理方面，以基本变量、基本方程、求解原理、单元构建等一系列规范的方式进行介绍；在阐述有限元分析与应用方面，采用典型例题、MATLAB程序及算例、ANSYS算例的方式，以体现出分析建模的不同阶段和层次，引导学员领会有限元方法的实质，还提供有大量的练习题。 本教程的重点是强调有限元方法的实质理解和融会贯通，力求精而透，强调学员综合能力(掌握和应用有限元方法)的培养，为学员亲自参与建模、以及使用先进的有限元软件平台提供较好的素材；同时，给学员进一步学习提供新的空间。 本教程力求体现以下特点。 (1)考虑教学适应性：强调对学员在数学原理、分析建模、软件应用几个方面的培养目标要求，注重学员在工程数值方面的基础训练，培养学员“使用先进软件＋分析实际问题”的初步能力。 (2)考虑认知规律性：力求按照有限元分析方法的教学规律和认知规律，在教材中设计了“基本变量、基本方程、求解原理、单元构建”这样的模块；并体现出有限元原理“在使用中学习，在学习中使用”的交互式特点，在介绍每一种单元的同时，提供实用的MATLAB实际编程和数值实例；在每一章还进行要点总结，给出典型例题，以引导学员领会有限元方法的实质，体现教材的启发性，有利于激发学员学习兴趣和便于自学。 (3)考虑结构完整性：本教程提供完整的教材结构：绪论、正文、典型例题、基于MATLAB的编程算例与数值算例、具有一定深度的ANSYS算例、各章要点、习题、专业术语的英文标注、关键词中文和英文索引、参考文献，便于学员查阅。 (4)内容上的拓展性：除基本内容外，还介绍了较广泛的应用领域，包括：静力结构分析、结构振动分析、传热过程分析、弹塑性材料分析；提供了有关的典型问题的建模详细分析过程，基本上反映了有限元分析在一些主要领域的应用状况及建模方法。 (5)编排上的逻辑性：本教程力求做到具有分明的层次和清楚的条理，在每一章中重点突出有限元方法的思想、数理逻辑及建模过程，强调相应的工程概念，提供典型例题及详解，许多例题可作为读者进行编程校验的标准考题(Benchmark)，还提供了对应的MATLAB编程算例与ANSYS算例，特别是介绍了基于APDL参数化的ANSYS建模方法，并给出具体的实例，力求反映有限元分析的内在联系及特有思维方式。