固定管板式换热器有限元分析及应力评定

利用有限元分析软件ANSYS,对某固定管板式换热器在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行分析,并对其危险截面作应力评定和强度校核。指出换热器应力分析应包括不同危险工况,并对不同危险部位进行分析与评定,这样才能保证其安全可靠地运行。     

基于ANSYS换热器非标管板应力评定

为了换热器在运行过程中,管板结构安全。利用ANSYS有限元分析软件,对换热器非标管板在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行了分析,并对其危险截面做了应力评定和强度校核。在对非标管板在不同工作环境、不同危险部位分析与评定合格后,设备才能安全可靠地运行。     

换热器异形法兰应力分析

以某型号换热器的异形法兰为研究对象,应用有限元软件ANSYS分析了稳态条件下异形法兰的温度场,并计算了该异形法兰在温度载荷与压力载荷作用下的应力分布。根据ASME规范对异形法兰的危险受力部位进行了强度评定,结果表明,换热器异形法兰的强度满足安全要求。     

管壳式换热器部件的应力分析及强度校核

本文对某换热器的前管板在机械载荷和热载荷下利用有限元分析软件ANSYS进行强度分析。在分析时,首先进行热分析得出温度分布,得出温度最大值出现在换热管与管板接触区,且最大值为150.408℃。然后在热分析的基础上进行应力分析,得出最大应力出现在螺栓连接处,且为174 MPa。最后参照JB4732-1995《钢制压力容器分析设计标准》采用线分析法选取7处危险区域进行应力评定,得出3处应力(为机械载荷和热载荷的总应力)最大为174 MPa小于安全值438 MPa。所以该换热器在运行过程中是安全的。     

某型号换热器前法兰应力分析及评定

主要针对某型号换热器前法兰的应力进行了分析,利用有限元软件分析了该型号换热器前法兰的温度场以及在热机耦合载荷下的应力场。根据ASME规范和相关判据对前法兰关键部位进行了应力分析及安全评定。计算结果表明,该前法兰最大的应力强度值为209.76 MPa小于安全强度值,故该设计在安全范围之内,符合规范要求,同时为前法兰的工程设计提供了理论基础。     

换热器管板热应力与机械应力耦合场分析

利用有限元分析软件ANSYS对某固定管板换热器在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行分析,并对危险截面做应力评定和强度校核,找出最危险工况。     

对应力分类和评定中采用设计载荷和操作载荷原理的理解

在ASME Ⅷ-2图5.1和JB 4732(2005年确认)表5-1当量应力的类别和极限中,对只涉及一次应力时都用实线标出应采用设计载荷,涉及二次应力和峰值应力时都用虚线标出应采用操作载荷。但二者都未说明设计和操作载荷的具体涵义和区别。联系起ASME Ⅷ-1和ASME Ⅷ-2在固定管板式换热器以及要考虑和管板固定相连的壳体和管箱径向热膨胀差的浮头式换热器时也都提及设计工况载荷和操作工况载荷。根据二次应力和峰值应力对元件构成失效的原理以及载荷性质对此进行原理分析。     

U形管换热器管板及接管应力计算和疲劳分析

以某项目中的U形管换热器的计算为例,应用有限元数值分析的方法,对带有交变载荷工况的换热器进行应力及疲劳分析。根据应力特点,进行静强度、安定强度及疲劳强度的评定。     

某热交换器壳体端盖基于ASME的应力分析及安全评定

首先运用有限元分析方法对某一型号热交换器壳体端盖在压力载荷和热载荷的共同作用下的温度场和应力场进行了分析,得到了壳体端盖的温度分布和应力分布,温度最大出现在壳体端盖与热介质直接接触的位置;最大应力强度值为349MPa,出现在壳体端盖的转角处以及螺栓连接处。最后基于ASME VIII-2中关于应力强度的限制条件采用线处理法对壳体端盖进行了强度评定,结果显示最危险处在路径3和是5上,本文的研究分析有一定的工程指导意义,特别是对非标压力容器的分析设计。     

丙烯储罐在三种工况下的有限元分析

根据JB4732-1995分析设计标准来确定储罐壳体的厚度,在进行储罐分析设计计算时,考虑了四种载荷工况:工作载荷工况、设计载荷工况、液压试验载荷工况和地震载荷工况。由于设计载荷工况相比工作载荷工况压力更高,出于安全及简化方面考虑,不对工作载荷工况进行计算,所以分别对后面三种载荷工况进行有限元分析设计计算,再由设计标准来确定应力分类与评定,最后分析得到壳体的厚度满足结构要求。在储罐结构制造完成之后,进行水压试验,结果符合强度要求。     

固定管板式换热器管板与换热管的可靠性分析

主要利用ANSYS有限元软件对固定管板式换热器管板与换热管进行应力分析,获得了该结构的应力强度分布图,可知该结构的最大应力强度发生在筒体与管板的连接处,最大应力强度为160.133 MPa。然后在应力分析的基础上,利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对该结构进行可靠性分析,经过分析获得了其在置信度为95%且初值极限状态Z〈0（Z=σs-σmax）,其中σs为材料的屈服强度,σmax为容器在使用过程中出现的最大应力）的情形下的概率平均值为3.264 8%,即说明容器的可靠度为96.735 2%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的分布图和输出结果参数的灵敏度图,通过此次分析证明了该固定管板式换热器管板与换热管结构是安全可靠的。     

固定管板式换热器管板的有限元分析

应用ANSYS软件对固定管板式换热器管板进行应力分析,得到管程压力,壳程压力和热载荷三个不同工况组合下管板的应力,并根据JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,管板的强度满足要求,此文的研究方法为同类型换热器安全评估提供了参考。     

换热器管箱法兰与管板密封问题研究

换热器是一种实现物料之间热量交换的节能设备,它广泛应用于工业各个领域,特别在化工、石油、能源等领域占有主导地位。文中结合我厂一组换热器管箱法兰和管板密封面的泄漏情况,从换热器的设计、制造和安装使用等方面进行泄漏原因的分析,并结合设备日常管理的实际情况,探讨了提高同种换热设备密封性能和解决换热器管箱法兰和管板密封面泄漏的一些方法。     

直管与波节管换热器热应力及阻力特性对比实验研究

为了研究波节管换热器的热应力和阻力特性,对具有相同管长和传热面积的波节管换热器和直管换热器进行了对比实验,分析了不同温差下的轴向应力和不同雷诺数下的管程、壳程的阻力损失。结果发现:与直管换热器相比,波节管换热器具有很好的轴向热补偿性能,在相同的实验条件下,其轴向作用力和轴向热应力均比较小,适合应用于大传热温差场合;波节管换热器的阻力损失高于直管换热器,但在低雷诺数时阻力损失相差不大,且具有较高的传热系数。     

绕管式换热器管板的有限元应力分析与结构优化

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732-1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。     

三角形布管方式下2种换热器的场协同分析

基于采用周期性全截面计算模型得到的帘式折流片换热器和折流板换热器壳程流体流动和传热数值计算结果,应用场协同原理对二者传热性能进行了分析。分析了帘式折流片换热器在壳程不同位置处的速度和湍流度,以及场协同角和对流传热系数,并与折流板换热器相同位置处的情况进行了对比。由于折流板壳程流体为横向流动,而帘式折流片壳程总体上是纵向流动,故折流板换热器的平均流速和湍动度稍高于帘式折流片换热器,平均流速为帘式折流片换热器的1.15倍,其湍动程度为帘式折流片换热器的1.4倍;折流板换热器2条验证线上的场协同角的平均值均小于帘式折流片换热器。研究结果为管壳式换热器结构改进和性能提升提供了参考依据,同时帘式折流片换热器的这种结构特点对于节能降耗的研究也具有重要意义。     

ASTM A350-LF2低温法兰失效分析及质量检验

有限元分析和材质分析表明,乙烯冷区装置EA410工艺系统管线与丙烯换热器出口对应管法兰在低于正常工作条件下突然开裂,主要是开裂处存在明显的应力集中所致。同时,法兰材料粗大的金相组织及过低的Al含量加大材料的低温冷脆倾向,因此导致法兰非正常脆断。建议在对受压原材料、构配件的质量检查验收中,加强对原材料性能指标、受压元件设计、加工工艺的质量监控。     

基于热流固耦合的换热器温差应力分析

建立了某固定管板式换热器的热流固耦合仿真分析模型.首先以CFD方法计算得到换热器流体和固体温度场,然后将其作为热载荷对换热器结构进行热应力计算,着重分析管板与管子及壳体连接处的热应力分布.