蒸汽扩容器切向接管应力分析研究

采用三维有限元方法对蒸汽扩容器与切向接管联接的关键部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布.计算结果表明,蒸汽扩容器筒体上开孔设置切向接管,使连接区的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,接管与筒体连接处应力值较大,最大应力发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位内侧,是筒体失效的危险区域;各类应力最大值均发生在蒸汽扩容器与切向接管的内侧连接处,并随着离该处距离的增加而减小.并按照JB4732-1995采用应力分析设计方法对该蒸汽扩容器切向接管结构进行强度评定,蒸汽扩容器切向接管强度足够,满足安全要求.     

管间距对涡产生器式扁管板式翅片传热的影响

应用萘升华传质／传热比拟技术，对涡产生器式叉排扁管板式翅片管换热器的板芯结构进行了模拟研究．分析了管间距变化情况下换热板芯的传热与阻力特性，对换热器换热性能做了综合评价，为板式翅片管换热器结构优化设计提供了理论依据．     

重催油浆换热器管板开裂的应力腐蚀失效

锦州石化六厂的重催油浆换热器,在投入使用半年多就在浮头管板处出现多处裂纹,裂纹大多从管束开始呈环状沿径向管板延伸,导致不能正常生产,造成较大的经济损失。介绍了此换热器的工艺条件,对开裂的浮头管板进行断口宏观形貌、微观形貌、准解理微观形貌、腐蚀产物和管桥部位裂纹分析,并得出应力腐蚀是引起重催油浆换热器管板开裂的重要原因之一。分析油浆换热器管板受力和腐蚀环境:管板在焊接残余应力、温差应力、气-液两相流的诱导振动及装配应力的相互叠加作用下,受拉应力;在高温环烷酸和高温重硫醇、重硫醚的腐蚀环境中,导致应力腐蚀开裂。     

换热器管子—管板液压胀接的有限元模拟

采用ANSYS／CAE软件,对锅炉、换热器管子－管板的液压胀按过程进行了模拟。管子与管板孔之间采用面－面接触元以模拟相互之间的间隙及管子产生塑性变形并贴紧管板孔后对管板的作用。通过本文的模拟分析,可获得胀接时接头处的弹－塑性应力状态及卸除胀接压力后管子与管板之间的残余接触压力。值得注意的是此接触压力沿管板厚度方向分布是不均匀的;在管孔槽处会出现较高的数值;在管板内侧处,管子的过渡区会出现较大的残余拉应力。     

烧结混料机筒体的裂纹扩展速度与寿命预测

应用有限元方法对烧结混料机的关键部件筒体的应力、变形进行了分析研究,得到了筒体的应力云图和变形云图;对筒体的裂纹扩展规律及影响裂纹扩展的因素进行了分析,将有限元分析的结果与断裂力学的相关理论结合起来,对烧结混料机筒体进行了裂纹扩展速度预测和剩余寿命预测;分析了裂纹预测曲线与实测值曲线之间的相对误差,验证了预测方法的有效性.     

两段式小型球磨机筒体连接螺栓设计模型

两段式小型球磨机筒体依靠铰制孔螺栓连接,螺栓受交变载荷与冲击载荷作用,是生产中的危险部位。本文基于两段筒体连接处的螺栓在交变拉应力和切应力作用下的失效分析,建立了筒体连接螺栓设计模型,并验证了模型的正确性,为相关设计奠定了理论基础。     

基于ANSYS再沸器管口接管应力的仿真分析

以某一型号再沸器管口接管为例,采用ANSYS有限元分析方法,构建接管管口有限元模型。根据再沸器接管管口的受力情况确定模型边界条件和载荷条件,通过有限元仿真计算获得管口接管处的TRESCA等效应力云图,然后根据JB4732《钢制压力容器——分析设计规范》进行应力强度评定。结果表明结构的最大应力（317.689 MPa）出现在接管与筒体连接处筒体一侧的外表面, 接管应力强度满足工况要求,研究结果验证了设计的安全性和合理性,为下一步再沸器管口接管结构优化设计提供了理论基础。     

烧结混料机简体的裂纹扩展速度与寿命预测

应用有限元方法对烧结混料机的关键部件筒体的应力、变形进行了分析研究,得到了筒体的应力云图和变形云图;对筒体的裂纹扩展规律及影响裂纹扩展的因素进行了分析,将有限元分析的结果与断裂力学的相关理论结合起来,对烧结混料机简体进行了裂纹扩展速度预测和剩余寿命预测;分析了裂纹预测曲线与实测值曲线之间的相对误差,验证了预测方法的有效性。     

压力容器椭圆形封头与圆柱壳过渡连接处的力学综合分析

在中、低压力容器常规设计中,对椭圆封头与筒体连接处的边缘应力不做计算,但连接处的边缘应力对压力容器的制造和使用影响较大.所以笔者应用薄膜理论和有限单元法对椭圆端盖与圆筒连接处的边缘应力进行了综合分析.通过计算和分析,得出了椭圆端盖与圆筒过渡连接的合理数值量.     

氢腐蚀分层对换热器筒体承载能力的影响

为了解换热器筒体发生氢腐蚀分层后,其简体局部材料的性能发生的变化及对换热器运行中的承载能力带来的影响,采用化学成分分析、硬度测试、拉伸试验、夏比V口冲击韧性试验等方法对换热器简体材料的性能进行了分析;运用有限元分析方法计算了筒体分层处的应力分布,并探讨了裂纹尖端应力强度冈子的变化情况．研究结果表明：材料化学成分中除Mn元素的含量偏低外,其它元素含量符合国家标准;材料的硬度符合要求,材料的强度极限降低。屈强比上升．韧性明显降低．氢腐蚀分层使换热器简体材料局部劣化,破坏了材料的均匀性和连续性,破坏了简体的薄膜应力状态,产生了较大的局部应力．使换热器简体承载能力下降．     

脉动流技术在管壳式换热器振动分析中的应用

为了避免脉动流技术产生的流体诱导振动造成换热器管的强度、刚度过大而导致结构失效,采用了有限元分析方法.建立换热器的流固耦合模型,施加有脉动流和无脉动流两种不同工况下的边界条件和荷载条件,从模态振型和动态响应等方面分析了两种工况下流体诱导振动对换热器管的影响.提取换热器管中间位置点和端部位置点的模态振型和动态响应曲线图,对两种工况下的计算结果曲线图进行了分析对比,结果表明：有无脉动流对管壳式换热器管的结构固有频率的影响不大;无脉动流作用时,换热管中间位置易发生刚度失效,端部位置易发生强度失效;有脉动流作用时,换热管中间位置的位移和端部所受的应力随时间呈周期性变化,可通过改变脉动流激励函数的系数来避免换热管发生振动失效.对脉动流技术安全地应用于换热器设备提供了一定的技术参考.     

低合金高强钢换热管开裂原因分析

某公司生产的一种换热器,其管程介质为调温水,壳程介质为低压蒸汽。换热设备在运行不到半年突然发生泄漏事故,导致设备停车。维修检查时发现多处换热管的管头处存在裂纹,且裂纹为环向裂纹,有的管头甚至出现断裂现象。为此,对换热管的化学成分、硬度、力学性能、金相组织进行了检测和分析,用SEM扫描电镜对裂纹的微观形貌进行观察和分析,同时用EDS能谱仪对换热管断口处的产物进行分析。结果表明,夹杂物是引起换热管开裂的部分原因,换热管中的腐蚀介质是导致换热管失效的重要原因,换热管中内应力过大是引起换热管失效的根本原因。     

管壳式换热器中换热管与管板的活性连接技术

介绍了管壳式换热器中换热管与管板的一种活性连接技术.从预紧比压、填料层厚度,材料性能等方面对该技术进行分析,分别对软填函密封、O型圈密封、V型圈密封等结构进行了耐压实验研究.实验结果表明,预紧比压是决定密封效果的关键因素,填料层的厚度及填料的材料性能对其也有很大的影响.使用本技术的管壳式换热器具有耐压能力强,密封效果好等优点,可在实际生产中推广及应用.     

土壤源热泵单U型埋管换热器短期运行换热分析

单U型管是当前土壤源热泵系统广泛使用的地下换热器形式,而地下换热器是地源热泵系统的重要组成部分。考虑U型管的实际形状,借助数学方法和数值分析软件,建立了地下垂直埋管换热器传热模型,并通过编程求解数学模型,得到了系统短期运行不同工况下埋管周围土壤的温度场分布情况。通过分析得出土壤导热系数、土壤比热、钻孔回填材料导热系数以及U型管间距的大小对埋管的换热性能具有直接影响。得出的结果可为合理设计地下埋管换热器提供参考。     

列管换热器涡流检测信号分析

对服役时间较长的换热器,管板或支撑板受到冲刷腐蚀、磨损等影响而产生变形,造成信号不规则,使管板或支撑板残余混频信号叠加在缺陷信号上,从而影响了缺陷信号的判别.通过对试验结果的分析,对影响利用涡流检测技术测试换热器缺陷的各种因素进行了剖析,并提出了有待于进一步改进的地方.     

单程固定管板式换热器强度设计中平均温度差的计算

为单程固定管板换热器的强度设计,推导出冷、热流体沿程积分平均温度计算公式,并采用冷、热流体的沿程积分平均温度代替算术平均温度来计算壁温。结果表明,用算术平均温度计算的管和壳的壁温差,比采用积分平均温度计算的管和壳的壁温差可能大出几倍至十几倍。因而,证实了温差应力计算中采用算术平均温度来计算温差有很大的误差。     

单相机油介质在螺旋槽纹管中的流场数值模拟

根据螺旋槽纹管的特点,以机油为介质,建立了三维螺旋槽纹管的物理模型和数学模型;采用SIMPLE算法,数值模拟了单相机油介质在三维螺旋槽纹管中流动过程;紊流模型采用Realiable k-ε模型,揭示了油流在受到螺旋槽纹影响时的流动规律。通过数值模拟结果可知：螺旋槽纹管内机油换热主要通过加强壁面油流层附近流体的扰动,使管内换热得以强化;螺旋槽纹管与光滑管阻力损失系数比约为4,与实验数据很好地相吻合,可为优化以油为介质的换热器参数的设计、提高换热效率提供一定的理论依据。     

具有中央加强循环管的换热器强度分析

具有中央加强循环管的换热器，因其结构的复杂性，不易进行精确分析。本文对此进行了系统地分析，将中央加强循环管化为管板的弹性支座，而将其余的循环管化为管板的弹性基础。这样本文提出了一套弹性支座支承的弹性基础板的解法，使这一复杂结构的精确分析成为可能。     

相变储热换热器技术研究进展

综述了目前业内的一些新型换热器的结构设计和优化结果,重点介绍了新型换热器的结构和传热效果的强化机理。结论如下:使用泡沫金属和热管虽然会抑制自然对流但会大幅度提高导热性能,对传热的强化效果显著;换热面积更大,四重管比三重管更具换热优势;螺旋管节距随温度梯度变化时具有更好的温度均匀性;弯折板式换热器性能优异且占地面积小;管壳式换热器换热效果好、结构简单、工业应用前景更为广泛。     

流体激励作用下换热管和挡板随机碰撞响应研究

当流体诱发换热器管束的振动较大时,换热管振幅最大处会产生换热管和挡板之间的碰撞,导致换热管产生微动磨损,进而产生破坏。利用ANSYS软件对某型换热器换热管的瞬态流体激振响应进行了有限元分析,在此基础上,研究了换热管和挡板之间由于较大的激振响应振幅所产生的随机碰撞现象,计算了换热管和挡板之间随机碰撞力作用下的非线性动力响应和振动规律,为换热器管束系统的设计提供了一定的理论参考。