Analyse et simulation des contraintes d'origine thermique sur des structures refractaires de centrales lfc

par CECILE MAMDY ANDRIEUX

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Philippe Boisse.

Soutenue en 1999

à Orléans .

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  • Résumé

    Les garnissages refractaires des centrales a lit fluidise circulant (lfc) sont composes d'une ceramique, ancree sur une structure en acier, appelee casing, par l'intermediaire d'ancrages metalliques. Le cyclage, le gradient thermique, auxquels sont soumises des telles structures, ainsi que la dilatation differentielle entre acier et beton provoquent un niveau de contrainte eleve qui peut conduire a la fissuration et a la ruine du garnissage. Un banc d'essai est mis au point de maniere a reproduire experimentalement les sollicitations thermomecaniques auxquelles est soumis le garnissage refractaire, sur une structure ancree representative de la realite. Cette structure est mise en uvre a partir de materiaux selectionnes pour l'etude, et comprend un ou plusieurs ancrages de geometries variees. Son endommagement est evalue par differents moyens de mesure: observation, mesure d'emission acoustique, essais d'arrachement d'ancre. L'influence de differents parametres, comme le type de refractaire, ou d'ancre utilise est etudiee. Un modele de type smeared crack est utilise pour simuler par elements finis le comportement du refractaire. Ce type de modele permet de simuler des comportements differents en tension et en compression. En tension l'endommagement est pris en compte en tant que baisse de rigidite. Des methodes de calcul explicite et implicite sont utilisees. Les parametres du modele sont identifies d'apres les resultats d'essais mecaniques. Une approche inverse couplee a un calcul elements finis est utilisee pour l'identification des parametres de traction. La simulation des essais de cyclage thermique et d'arrachement effectues sur la structure ancree est realisee. Une adequation convenable est trouvee entre calculs et essais. Enfin, une simulation globale d'une paroi de cyclone de lfc est presentee. Une technique d'homogeneisation permettant la formulation d'une coque composite bicouche equivalente au materiau global refractaire + ancres + casing est utilisee.


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Informations

  • Détails : 172 p.
  • Annexes : 93 ref.

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