异形管板换热器应力分析与评定

通过有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了异形管板换热器温度载荷与压力载荷同时作用下的有限元应力计算。采用JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》的应力分类及强度评定方法对分析结果进行了评定,实现了在构建异形管板换热器真正实际结构有限元模型下的应力分析与评定。     

立式尾气加热器挠性管板的有限元分析

常规计算立式换热器的挠性管板,并不能完全真实地反映挠性管板的受力状况。运用有限元方法对采用挠性管板的某立式换热器建立了热分析和结构分析的有限元模型,分析了挠性管板的温度场及应力场,并进行了应力评定,以期探讨挠性管板结构设计方法,为类似产品设计提供参考。     

基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析

建立了固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力以及换热管的轴向应力。同时采用JB4732-1995的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151-2014的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满足结构的强度要求。     

非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化

基于某公司的挠性管板预热器,以非对称布管的挠性管板为研究对象,运用有限元软件ANSYS对非对称布管的挠性管板进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。根据JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准(2005年确认)》对挠性管板进行应力校核,发现部分工况下管板应力评定不合格。对非对称布管的挠性管板提出了增加管板厚度和增设支撑筋板2种优化方案并进行了数值模拟。分析结果表明,增加支撑筋板可以有效降低管板各类应力,且安全裕度较大,对挠性管板的工程设计具有一定的指导意义。     

2016年第5期导读

<正>本期论文广场栏目中,基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析一文,通过建立固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力及换热管的轴向应力。同时采用JB4732的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满     

壳程压力载荷下挠性管板扳边应力分类及评定

挠性管板扳边应力比布管区应力大得多，在管板设计计算中应重点考虑。GB/T 16508—2013 《锅壳锅炉》和SH/T 3158—2009 《石油化工管壳式余热锅炉》仅给出了挠性管板扳边结构设计的指导意见和适用范围，没有给出扳边部位的强度计算方法。有关挠性管板应力分析的文献也未给出只考虑压力载荷作用下扳边应力的分类和评定。以1台火管锅壳锅炉为例，对其变形进行分析，建立了5个扳边应力计算有限元模型，研究了在只承受壳程压力载荷下，挠性管板扳边的应力分类和评定。结果认为，挠性管板扳边应力为典型的二次应力，其薄膜应力加弯曲应力应按二次应力进行评定。     

绕管式换热器管板有限元应力分析

由于绕管式换热器管板计算尚无成熟的方法和标准,本文采用有限元应力分析法对绕管式换热器管板进行了分析计算,得到了其受力特性和应力分布规律,并对该管板进行了应力强度评定。     

乙烯装置第二急冷锅炉的管板应力分析

对乙烯装置第二急冷锅炉的管板进行了有限元分析。在分析中,采用有效弹性常数的概念将管板、换热管、过滤管和壳程筒体的应力分析简化为对称问题,然后根据“钢制压力容器－分析设计”标准JB4732－95的评定方法,确定出了安全、经济的管板厚度。     

甲醇合成塔管板试验工况下有限元分析及强度评定

本文应用有限元软件ANSYS对某甲醇合成塔管板及相关部件在水压试验工况下的应力分布进行了分析。采用了三维参数化建模方法,包括管板及其过渡段、管程封头、壳程筒体及换热管。在得到分析结果后,进行强度评定,判断该部件结构在该工况下是安全的。     

某预过滤器设备法兰及管板稳态操作条件下有限元分析及强度和疲劳评定

应用有限元软件ANSYS对某预过滤器设备法兰及管板在稳态操作工况下的应力场进行了分析,有限元建模采用三维参数化建模方法,包括设备法兰及紧固件、管板、上部筒体和下部筒体。得到分析结果后,进行了强度和疲劳评定,以判断各部件结构在该工况下是否安全运行。     

采用实体模型的厚管板的有限元分析

应用ANSYS通用有限元分析软件,对某换热器建立了考虑管箱、部分壳体和换热管影响的管板有限元实体模型,进行了温度场分析,得出了管板上温度场的分布规律。同时按照JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》分析了管板在开工、正常操作和停工过程中可能出现的共计7种瞬态和稳态操作工况中的应力和变形状况,并进行了应力评定,找出了危险工况和该管板强度的控制因素。分析表明,有限元分析法是分析管板的有效方法,适用于各种管板特别是多管程或多壳程换热器管板的设计和结构优化。     

花瓣形翅片管的强化传热研究概况

综述了花瓣形翅片管在低表面张力介质及其混合物中的冷凝强化传热、含不凝性气体水蒸气的冷凝强化传热以及空气和油的冷却强化传热等方面的研究概况、进展、成果及其工业应用前景。     

PSC型导叶式旋风管内颗粒返混夹带实验研究

采用五孔球探针测量仪与等动采样法,对PSC型导叶式旋风管内气固两相流场、浓度场分布进行测试,并对不同排尘结构进行比较,据此研究了PSC型导叶式旋风管内的颗粒返混夹带现象。结果表明,排尘段返混存在两个区域,返混夹带主要以10μm以下小颗粒为主,开缝后的排尘锥具有很强的抗返混能力。     

杆式防冲结构对管壳式热交换器性能的影响

传统防冲结构——防冲板因其结构简单、适用性强等优点应用非常广泛,但是防冲板的引入也带来了热交换器壳程压降增高以及热交换器综合性能系数降低等问题,通过对防冲结构进行改进以提高热交换器综合性能,减少其能耗损失具有重要意义。采用美国HEI设计中提到的防冲杆作为防冲结构,通过建立相应的物理模型,分别对加装防冲板和防冲杆作为防冲结构的管壳式热交换器进行数值模拟,比较2种不同防冲结构对壳程流场的影响。研究结果表明,在所研究的进口流速范围内,管壳式热交换器防冲杆结构相比于防冲板结构,壳程平均传热系数仅降低0.9%,壳程压降平均降低20.48%,综合性能系数提升23.35%。     

波纹管与缩放管传热性能比较及场协同分析

利用FLUENT软件对波纹管、缩放管和光管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明波纹管有较好的综合强化传热性能。应用场协同理论分析了波纹管、缩放管强化传热机理,发现在波纹管波峰下游处,温度梯度和速度场之间的夹角变小,纵向速度场和温度梯度场更加均匀,协同程度最好,从而强化传热。通过实验验证了数值模拟的可行性。     

重整反应器扇形管变形机理研究

为研究重整反应器扇形管的变形机理,采用正交各向异性板模型简化其结构,并进行力学分析。为验证模型的合理性,从试验、理论计算及有限元模拟3方面对开孔板料进行分析比较,分别建立小段扇形管有限元完整模型和正交各向异性板简化模型进行分析,再加以试验验证,结果显示用正交各向异性板简化扇形管是可行的。通过对整段扇形管建立有限元模型,对其进行静力和线性屈曲分析,得到扇形管破坏的主要原因是外压载荷作用时的屈曲变形。     

管板式换热器管板环形焊缝自动焊机设计及焊枪定位仿真

针对现有管板换热器管板环焊缝焊接过程中,管板环焊缝定位不准确、焊接质量和效率较低等问题,设计了一种简单、快捷、定位精确的管板自动焊机。焊接机头定位与移动是管板焊接的关键技术。焊接机头固定在龙门架结构上,采用步进电机驱动龙门架,实现两自由度的运动;利用CCD图像处理实现焊接机头的定位。C8051F020单片机作为主控芯片完成控制系统的设计,液晶显示屏和4×4按键实现参数显示和设置。通过Matlab软件仿真,可获得钢管端口圆的半径和圆心坐标,能够实现焊接机头定位。