翅片管换热器管束自振频率计算方法的探讨

研究了翅片管的振动，认为翅片会引起管子的质量增加和刚度增加，从而影响了管子的振动特性。通过对有关标准中几种估算翅片管固有频率的计算，探讨了各种计算方法的特点与适用范围，并给出了计算翅片管的一般性考虑。通过采用数值模拟对高翅片管进行模态分析，对比分析了各种计算方法对于高翅片管自振频率计算的可行性。     

弯管段有支承时多跨U形管的固有频率

介绍了以最低子系统的固有频率作为U形换热管系统固有频率的2种计算方法和1种直接计算U形管全系统固有频率的方法,分析了跨数和端跨长度对U形换热管系统频率常数的影响。结果表明,对称支承条件下一定参数范围内跨数对频率常数的影响较大。提出了采用直接计算U形管全系统固有频率、利用跨数为3和7的U形管最低固有频率为基准作出的频率常数图以及U形管的支承方式、跨数、端跨长度等参数确定U形管最低固有频率的方法。采用此法的计算结果与实验值的误差为1.74%～4.29%,与有限元软件的计算结果相比误差为1.27%～6.26%。     

空冷器环肋的熵最小化原理分析

运用熵最小化原理对空冷器正三角形排列换热管的环肋进行了优化,分析了迎面风速、管束宽度、换热管长度、管排数、翅片高度、翅片厚度、翅片密度以及管间距对其换热性能和电机功率消耗的影响。结果表明,低迎面风速、高薄翅片、高翅片密度、多管排数和较小的管间距造成的不可逆损失较小。这一分析结果也适用于其它类型翅片的优化设计。     

具有内流圆管的动特性分析

通过建立圆管在内部流下的振动方程 ,导出了圆管在内部流下固有频率的解析表达式 ,并由此定义了内部流离心力折减影响系数 ,得出了管内流体离心力只有在高流速和管子刚度较小时才对固有频率产生显著影响 ,在低流速和管子刚度较大时可忽略流体离心力对固有频率的影响 ,只考虑流体惯性力的影响。管内流体离心力对低阶固有频率影响较大 ,只有在高流速和管子刚度较小时才会对高阶固有频率产生显著影响。所得结论 ,可供换热器等化工设备计算参考     

大型石墨列管换热器换热管装配技术及问题处理

石墨换热器分为块孔式换热器和列管式换热器。列管换热器的优点是若出现泄漏,能够很快查找到具体位置;缺点是管子强度和刚度都比较低,特别是?32/?22、长度6 m的换热管,换热管与管板的组装过程难度比较大。文章通过对不透性石墨列管换热器换热管装配原理进行分析,并结合实际工作中遇到的石墨换热管与折流板装配问题及换热管与管板粘接问题的处理经验,对石墨换热管与管板装配问题的处理方法进行了探讨,总结了石墨换热管装配中产生问题的原因及排除方法。     

基于CFD的圆肋翅片管结构优化

应用数值模拟的方法对不同翅片角度、不同翅片间距的伞形翅片管通道的流动与换热特性进行了研究,以正方形布管时4根管所包围区域为单元流道进行计算。结果表明。在文中尺寸条件下,壳侧流体的换热性能随伞形翅片角度α的增加而增大,其中α=120°时的换热性能在几种伞形翅片管中最优,阻力损失相对较小;α=120°时,不同翅片间距的伞形翅片管中,翅片间距为16 mm的伞形翅片管的换热性能因子j较翅片间距为8 mm的伞形翅片管提高12.3%,阻力特性因子f较翅片间距为8 mm的伞形翅片管增大27.8%。对不同角度以及不同翅片间距的伞形翅片管通道换热与流动阻力特性的研究,对优化现有翅片管的结构、提高换热性能具有重要意义,并对管型选取提供依据。     

轴向力作用下换热管固有频率分析

现有文献关于轴向力对换热管固有频率的影响系统性的研究较少。鉴于此,简要对比了TEMA标准、GB151及有限元法3种轴向力作用下换热管固有频率的计算方法,利用ANSYS软件瞬态激振计算与傅里叶变换相结合,分析了跨距l=1.0 m的等长多跨管在不同轴向力作用下前3阶固有频率变化规律。研究结果表明:轴向拉应力起到了应力刚化作用,使换热管固有频率升高,但拉应力的应力刚化效果要小于等值压应力的应力软化效果;轴向力对于换热管1阶固有频率影响较大,对于2阶和3阶固有频率的影响逐渐减小;对于跨距相等的多跨换热管,随着跨数的增多,轴向力对于固有频率的影响越来越明显。所得结论对于保证换热器的安全运行具有一定的指导作用。     

管壳式换热器管板的疲劳分析设计方法探讨

随着石油化工工程技术的发展,换热器操作条件的复杂化,换热器的疲劳工况在运行中时有出现,目前在进行换热器管板疲劳分析时,往往忽略管板与换热管实际连接接头处的峰值应力计算。采用有限元分析研究管板与换热管连接接头焊缝的峰值应力状况,证实了对换热器疲劳部位进行疲劳分析的必要性。对4种管板与管子连接接头焊缝的高应力进行了计算比较,根据管板弯曲变形的特点,提出了一种受力最佳、制造和检验均很方便的、可避免疲劳分析且合理的管板及其换热管连接结构。     

几种翅片管单管管外放热及气流阻力的试验研究

通过对矩形翅片滴形管、矩形翅片椭圆管等几种翅片管管外放热和气流阻力的试验研究,以及对其单位换热面积和单位压降的传热量的分析比较,得出了矩形翅片滴形管为最佳的结论。文中还提出了翅片管单管放热的准则式和阻力系数准则式。     

温度应力对换热器管束动特性的影响分析

为了研究分析温度应力对固定式换热器管束动特性的影响,提出了精细有限元模型分析和简化有限元模型分析。精细模型把壳体、固定板、折流板采取空间壳单元模拟,换热管采用空间梁单元模拟进行分析计算。简化模型取折流板缺口处的换热管为研究对象,采用空间梁单元模拟进行分析。从计算结果可以发现,当壳壁的温度大于管壁温度时,应力刚化使换热管的自振频率有不同幅度增加,增幅最小的固有频率增幅较小,当壳壁的温度小于管壁温度时,应力软化使换热管的固有频率有不同幅度的减小,减幅最大的固有频率减幅较大。