换热器壳体不均匀温度场的热应力解析分析

为了评估固定管板式换热器壳程圆筒体的安全强度,针对换热器壳体中的周向、轴向和径向三维不均匀温度场,总结了根据各自一维温度场模型由相应的解析式求解其热应力的方法。该方法简单易行、安全可靠,可便捷地得到比通常有限元应力分析方法更经济合理的设计结果。案例分析表明,一般的换热器圆筒体周向温差引起的轴向热应力大于轴向温差引起的轴向热应力,且该轴向应力可能出现拉应力和压应力交替间隔分布的状况。     

换热器设计中膨胀节的设置条件与最大单波补偿量计算

目前,在工艺过程热量传递中应用最为广泛的是管壳式换热器。当换热器中的管、壳程物料温差较大时,因管束与壳体热膨胀量的差异,管束与壳体间在轴向会产生温差应力。温差应力与工作压力所产生的轴向应力叠加后,若应力超过壳体或换热管的许用应力,将导致管束或壳体失效。为此,一般在固定管板式换热器的壳体中间设置膨胀节用来缓冲变形差异,以降低壳体和换热管的轴向应力。设置膨胀节的固定管板式换热器,除应按带有膨胀节的固定管板式换热器对各元件     

壳程轴流型换热器管隙间流体流动及阻力计算

对壳程流体纵向冲刷型管壳式换热器做了壳程管隙间流道及管束边缘与壳壁间流道的流体力学分析。分析结果表明，为使管隙间流道的流体流速接近壳程平均流速，应视管隙间流道中流体阻力系数的大小而确定管束边缘阻流圈的设置条件     

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。     

转化过程气体换热器的副线调节性能：温度的影响

对转化过程采用圆缺陷形折流板和双圆缺陷形管束排列的气体换热器，推导出操作气量负荷率、管壳程副线率以及换热面积富裕系数与换热器管壳程进出口温度变化值之间的定量解析关系式，它们仅是换热器管壳程进出口温度设计值的函数。管过程进出口温度变化共有５８种组合形式。最小换热面积富裕系数为温度变化引起换热量变化及换热器平衡温差变化两部分的乘积。     

齿型螺旋肋片管表面局部放热系数

对齿型螺旋肋片管管束内部沿管表面周向的局部放热系数进行了研究.采用试验与数值计算相结合的方法,求得不同角度的局部放热系数,并通过数据拟合,给出Re=2×10~4～8×10~4范围内的肋管表面平均放热系数和按周向分布的局部放热系数的计算式.     

高效气-气管壳式换热器的研制简讯

<正> 由华南理工大学化学工程研究所传热与节能研究室研制的高效气-气管壳式换热器已达到国际上同类型气-气管壳式换热器的先进水平。这种新型换热器可采用螺旋槽管,缩放管或双面整体型低翅片管的管束来强化管程和壳程两侧的气体对流传热,在壳程采用气体流阻小的纵向冲刷形流道结构,由于换热器的壳程流道结构排布合理,可使流体在换热器中的阻力损失较大程度地转化为对换热器总传热系数的提高,在同等的气流压降下,可比一般弓形隔板管壳式换热器在总     

核电站热交换器启动工况下热冲击温差及系统控制要求的确定方法

建立了确定核电站换热器冷/热启动工况下防止管子管板连接接头热冲击失效的许用温差的有效分析方法,同时针对某核电站换热器,建立了下部管板-管束-腔室结构模型,利用ABAQUS有限元分析软件对启动工况下多种冲击温差进行了瞬态热冲击分析,得到管子管板连接接头的冲击热应力及相应的疲劳损伤因子,从而拟合了热冲击下管子管板连接接头的疲劳损伤趋势,对系统设计和控制提出了冲击温差及启动次数的限制要求,从而避免管子管板连接接头在热冲击工况下由于过大的热变形或热疲劳损伤导致的密封失效甚至破损。     

固定式列管换热器管壁与壳壁温差对管板变形的影响

固定式列管换热器管板的变形受到多种因素的影响，其中有管程压力与壳程压力作用，管束支承效应，列管与壳体之间不同的热膨胀以及管板与壳体／管箱之间连接的相互作用等。本文通过数值计算分析了管壁与壳壁之间的温差热膨胀对管板变形的影响。     

周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧传热性能

探析了周向重叠三分螺旋折流板换热器高效强化传热性能的主要机理,周向重叠三分螺旋折流板换热器除了具备螺旋折流板换热器的一般特点外,还同时具有适合正三角形布管方案和防相邻折流板之间短路的功能;指出周向重叠方案相邻折流板连接处三角区内的一排管束可以有效抑制因上下游通道的压差引起的逆向泄漏;介绍了倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头螺旋、32°双头螺旋周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的试验结果,表明试验范围内的最佳方案是倾斜角20°方案,其平均壳侧传热系数、压降和综合指标(h_o/Δp_o)与弓形折流板换热器的数值之比分别为1.122、0.566和2.035。     

二硫化碳生产中硫回收装置换热器设计体会

列管换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备.列管换热器主要由壳体、换热管、管板和管箱等部分组成.由于热流体与冷流体温差过高,导致管板与管头之间易产生温差应力而损坏,且壳程无法机械清洗,管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低.特别是高温工艺气体使用列管换热器,解决好其管端热应力问题、延长设备使用期限、保证企业安全生产的...     

刺孔膜片式高效管壳换热器的壳方特性研究

对强化壳方传热的新技术——刺孔膜片式管束做了实验考核,与传统的弓形折流板管束相比,壳方总压降减小了45%,管束在降减小约84%.而在R_e=10~4时壳方传热系数却提高了14%,比相同条件下缩放管(Ⅱ)型管束高25%,比折流杆管束高88.6%.对比相同摩擦功条件下对流传热系数以及表面效率等综合性能评价指标,显示出刺孔膜片式换热器性能优良.     

波形膨胀节对管壳式换热器固定管板的影响

针对固定管板管壳式换热器有时因管,壳间温度差大,引起轴向力太大;管板太厚,影响换热管与管板的连接质量等问题,分析了在其壳体上设置波形膨胀节后,温差轴向力可显著降低,明显改善了管板的受力情况,当出现固定管板太厚时,设计宜在换热器壳体上设置波形膨胀等。     

转化过程气体换热器的副线调节性能——温度的影响

对转化过程采用圆缺形折流板和双圆缺形管束排列的气体换热器 ,推导出操作气量负荷率、管壳程副线率以及换热面积富裕系数与换热器管壳程进出口温度变化值之间的定量解析关系式 ,它们仅是换热器管壳程进出口温度设计值的函数。管壳程进出口温度变化共有 58种组合形式。最小换热面积富裕系数为温度变化引起换热量变化及换热器平均温差变化两部分的乘积。     

U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

高温高压下两种大温差换热器结构的对比分析

介绍了高温高压工况下两种管程进出口温差较大的管壳式换热器换热管的布置与结构。一种根据管板应力大小分布区域,用类似喷泉式结构的布管形式来调整管板上高温进口和低温出口的位置,减少管板径向温差引起的热应力;一种通过管插管的刺刀式结构,高温介质由内管流入,经换热后从管间间隙流出,从而降低管板的金属壁温。两种结构均减小了管板厚度、降低制造成本,提高设备运行的可靠性。     

高压换热器U型换热管变形规律仿真分析

针对目前国内外U型管、壳式高压换热器管束在弯曲部分变形量大的问题,研究管、壳式高压换热器中U型换热管的变形分布规律。通过有限单元法的静力学理论分析并建立三维几何模型进行ANSYS仿真模拟计算。结果表明:管板与折流板之间、折流板与折流板之间的变形量比较小,中间变形量较大;靠近弯曲部分的折流板附近换热管的变形量指向弯曲部分呈类指数型增长;在整个U型换热管中,弯曲部位是变形量最大的部分,且变形量呈指数型增长。以上变形规律与工程实际相符合,特别是靠近弯曲部分及弯曲部分的变形量很大,已经影响到换热管的质量和使用寿命,建议在管束弯曲部分做有效支撑,防止管束弯曲部分的大变形,这对延长U换热管及其管束的使用寿命具有重要的意义。     

U型管束釜式换热器设计浅析

介绍了釜式换热器的结构和设计原则.以U型管束釜式换热器设计为例,在换热器材料的选择、管程及壳程试验压力值的确定、换热管与管板连接形式、壳程过渡锥体的设计、管壳程连接结构设计及管束稳定结构设计等方面进行了探讨,指出了设计中需注意的关键点,在考虑安全性的同时兼顾经济性.     

壳程流体纵向冲刷型高效气-气管壳式换热器的传热与流阻性能的研究

本文以缩放管和螺旋槽管为强化传热管,以空气为传热介质,研究了在换热器壳程中以气体纵向冲刷为结构特征的气-气管壳式换热器的传热与流阻性能,并与弓形隔板管壳式气-气换热器在相同传热温差与传热负荷,相同气体流量与气体压降的条件下做了传热性能的比较,结果表明,缩放管气-气管壳式换热器的总传热系数要比弓形隔板管壳式气-气换热器高64.8%,可节省40%的传热面积.     

煤制气酚回收装置脱氨水冷却器管程清洗技术改进

在煤制气酚回收装置中,由于原料水中含有一定量的溶解油类物质且换热器管束的进出口温差较大,换热器在连续运转一定周期后,会导致管束中油污量累积,这极大的减少了传热面积并影响传热效率,导致后续系统无法稳定运行;本文针对装置在运行一段时间内,换热器换热效率下降的现象,通过对传统高压水清洗、系统内循环热冲洗、蒸汽吹扫及碱洗置换四种换热器清洗方法介绍,结合生产实际得出了最优的换热器清洗方法。