扭曲管换热器管板的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,对扭曲管换热器的管板在三种工况下的应力进行计算,分析了扭曲管轴向刚度削弱系数对管板应力强度及扭曲管轴向应力的影响。结果表明,扭曲管的轴向变形补偿能力优于普通直管,可以降低在温差载荷作用下管板中的应力,但会提高压力作用下的管板应力。在压力载荷作用下,扭曲管上的平均应力大小与普通直管差别不大,但扭曲管的轴向应力在管子横截面上的分布不均匀,局部的轴向应力远远高于平均应力水平,因此扭曲管抗疲劳和应力腐蚀开裂的能力不如直管。不同厚度的管板受扭曲管管束轴向刚度的影响不同,当管板厚度较小时,扭曲管管束轴向刚度的影响较大。     

管壳式换热器管板的有限元分析

应用有限元分析技术 ,在操作工况下 ,对管壳式换热器在压力和温度载荷共同作用下进行强度分析。根据其应力分布特点 ,分析压力与温度载荷对管板产生的影响 ,并考虑温度载荷单独作用下对管板产生的影响。     

基于Workbench的换热器管板有限元分析

固定管板式换热器是化工装备行业最常用的设备,管板受管程壳程压力和温度的作用时,受力情况比较复杂。采用Ansys workbench有限元分析软件对某换热器管板进行强度分析与模拟,探究管板结构的应力应变程度。结果表明:管板中心应变程度最为明显,变形位移量最大,由中心向边缘的延伸区域变形位移量逐渐减小,最大应力值出现在管板与法兰连接的螺栓孔处,此换热器管板结构符合强度要求,可以用于安全生产。     

EA-304非对称换热器管板应力分析计算

介绍了一端管板与管箱和壳体焊接的固定结构、另一端管板可滑动的非对称换热器在压力和温差载荷作用下的分析计算方法,分析计算了原进口、第一、第二次国产化3台换热器管板应力,管板厚度由117mm减薄为50mm,换热器的各项性能均超过原进口设备。     

柔性薄管板换热器的结构分析与优化

运用ANSYS对采用柔性薄管板的换热器建立了热分析与结构分析的有限元模型,分析了柔性薄管板的温度场及应力场,得出了管板上的应力分布及最大应力发生部位。根据应力分析结果对影响管板应力的主要结构参数如管板厚度、换热管中心距、不布管区宽度、管板与壳体连接处的转角结构和转角半径进行了分析优化,得到了较合理的设计结果。     

加氢裂化装置新型换热器管板的有限元分析

传统的加氢裂化装置主要换热器采用的是螺纹锁紧环式换热器,存在许多缺点。提出了一种新型的高压缠绕管式换热器结构应用于加氢裂化装置,并对其特殊形式的管板在不同载荷条件下进行了有限元分析和应力评定。新型换热器的安全性和节能性已在实际应用中得到证明。     

列管式换热器薄管板计算方法的探讨

本文论证苏联薄管板计算方法为经验性近似公式、由此公式所引伸的结论是错误的。任意扩大该公式使用范围,其设计结果可能导致失误。考证薄管板强度有关问题,兼论我国规范管板计算方法的合理性。固定管板换热器采用薄管板具有节省材料、方便制造、减轻重量、降低造价等优点。采用和推广薄管板技术是有一定经济意义的。薄管板技术自从随西德引进装置传入国内后,引起了化工设备设计、制造和使用部门的普遍重视,随之国内开展了一系列的试验、研究和推广使用等工作。经多年来各方面的研究和实践表明薄管板技术是切实可行的,证明以往的“厚管板”确实有着潜力可挖。目前化工设备设计中采用薄管板愈来愈多,特别在不锈钢管板设备情况,尤其显示出优越性。在设计中采用和推广薄管板技术首先要解决的是其计算方法的问题。薄管板的强度计算问题是国内外设计中值得探讨的课题。根据文[1]的介绍,目前国内外对薄管板的计算方法主要有三种: 1. 西德AD规范方法 2.苏联薄管板计算方法 3.我国规范方法为了能较合理的、正确的设计薄管板,本文对上述计算方法,其中主要是对苏联薄管板计算方法进行一些探讨,以期大家讨论。     

列管式换热器薄管板计算方法的探讨

本文论证西德AD规范薄管板计算方法理论基础的局限性,表明该方法只能是低参数设计范围内的近似经验公式; 讨论AD薄管板计算方法适用温差范围问题,通过计算一系列薄管板换热器的管壳金属壁温差,核实实际温差远未超过50℃; 分析西德伍德公司关于薄管板公式适用范围的计算判断法,指出该方法是不合理的。     

大直径挠性薄管板合成反应器的有限元分析

采用GB 150、SH/T 3158、西德AD以及GB/T 151标准中的方法对大直径挠性薄管板进行了计算,确定了管板的初始名义厚度。基于ANSYS软件中的APDL语言建立了不同管板厚度的热分析与结构分析的有限元模型,分别对其在6种不同工况下的应力进行了热-结构耦合分析,采用JB 4732,GB/T 151标准分别对结构应力与换热管稳定性和拉脱力进行了强度评定,同时也分析了管板的位移量,最终确定了管板合适的名义厚度。计算结果表明,管板边缘区应力值较大,从边缘到布管区中心呈波动衰减趋势;管板过渡段起着协调管束与管板的变形作用,该区域的弯曲应力值较大。模拟结果可为该类挠性薄管板的设计提供一定参考依据。     

应用ANSYS对热管换热器管板应力的有限元分析

热管换热器特点是:利用管内工作介质的相变传热,冷、热流体由管板分隔均在管外流动完成热交换,因此其结构简单,换热效率高。而管板是热管换热器中重要且复杂的关键部件,对于整台热管换热器的运行安全性具有重要的影响。管板是热管换热器最重要也是最复杂的部件之一,针对热管换热器管板的结构与温度以及受力状态,建立了热管换热器的管板与热管阵列的三维实体有限元模型,利用ANSYS软件分析了应力应变及热应力,通过模拟分析,得到管板的温度场及应力分布,对于提高热管换热器安全性,结构性合理性,提供了理论依据。     

固定管板式换热器管板热-力耦合场有限元分析

针对固定管板式换热器,采用APDL语言三维整体建模,通过ANSYS有限元法模拟稳态温度场与热应力场,并且结合压力载荷,分析在耦合场作用下管板及管板周边结构的应力分布以及换热管束拉脱力的大小,并进行强度校核,得到几种路径上的应力变化规律。     

非对称管壳式换热器的三维有限元结构分析

为研究非对称管壳式换热器的结构受力情况，建立了其合理的三维有限元模型。先分析了结构部分的温度场，发现其各个部分存在较大的温度差，可能产生较高的温差应力；再补充其它载荷边界条件进行计算，得到结构的位移和应力。总结了结构主要部位的受力特点和规律，对其进行了强度校核，发现结果同对称换热器结构的受力有相似之处，同时还对未来的结构改进提出意见。     

基于子模型法的大型固定管板换热器有限元分析

大型固定管板换热器由于管子数量大,无法在有限元模型中建出所有换热管与管板的详细连接结构,得不到相关区域的真实应力分布,无法有效地进行应力强度评定。对某大型固定管板换热器,利用粗模型确定了管板布管区换热管与管板连接区的最大应力强度位置,进而建立了该位置换热管与管板详细连接结构的子模型。子模型中考虑了换热管与管板的焊接结构及其相互接触,分别对此区域进行基于应力分类法和极限载荷法的分析计算。结果表明:虽然基于应力分类法的焊缝及换热管应力强度评定不合格,但考虑到应力分布的非轴对称特性,基于极限载荷分析的直接法评定应更为合理。对子模型结构进行了极限分析并利用零曲率法确定了极限载荷,按相关标准进行了评定,表明结构满足强度要求。     

基于MPC简化模型的非对称换热器有限元分析

对某非对称的固定管板换热器,建立了基于MPC技术的简化模型。该模型由实体单元和壳单元组成,应用多点约束法(MPC)在不同单元连接处建立了约束方程。对某非对称换热器分别应用简化模型和全实体单元模型进行温度场及应力场分析,结果显示,采用简化模型既减小了计算规模,同时具有很高的分析精度。通过对比两个模型的分析结果,验证了该简化方法的可行性和准确性,为大型换热器的简化分析提供参考。     

浮头换热器管板热应力分析

浮头换热器是工程上应用极广的管壳式换热器,由于浮头端管板与壳体不相连,一般浮头换热器管板设计不考虑温差应力作用。建立了某循环油浆蒸汽发生器管板有限元分析模型,分别计算了在管程压力、壳程压力和温差3种载荷作用下管板中的应力,并考察了管板厚度的影响,结果发现,对于厚管板,由温度载荷引起的管板中的应力甚至大于由压力载荷所引起的应力。因此,虽然是浮头换热器,当管板厚度较厚时,不能忽略温度载荷的作用。     

换热器管子与管板液压胀合有限元ANSYS分析研究

液压胀合技术是七十年代后期由西德的Krips等人首先发展起来的。但要确定不同管子与管板的胀合压力却是胀合 质量好坏的关键,本文利用有限元ANSYS来确定不同管子与管板的胀接压力,是开发高效率高质量的连接技术的一个大有 作为的发展方向。     

非对称换热器热应力分析

针对非轴对称布管且两侧管板厚度不同的固定管板式换热器,采用ANSYS建立三维有限元模型,通过对结构的热固耦合分析,得到了结构在稳态传热条件下的热应力分布。计算结果表明,结构的热应力具有明显的非轴对称分布特性,任意一侧管板厚度的改变均会改变另一侧管板的热应力分布。     

换热器椭圆管板的计算

一、固定式椭圆管板中间部分的应力图1为换热器的一部分,其管板为椭圆形,图1(a)和(b)分别为凸形的和四形的,其计算方法是相同的。下面我们根据图1(b)的形状来计算,对于图1(a)的形状,只须将符号z和b分别改为-z和-b。     

甲醇合成塔管板的有限元分析

甲醇合成塔管板结构是合成塔设计的关键.运用有限元法对甲醇合成塔的管板应力强度和换热管轴向稳定性进行了分析,并依据有限元分析结果进行了强度评定,还对管板的过渡圆角半径对管板应力的影响做了一些讨论.     

带中心管的固定式换热器管板分析设计方法

对带中心管 (尺寸大于其它换热管 )的固定式换热器建立了力学模型 ,提出了该类型换热器管板的一种分析设计方法与相应的计算公式 ,并对三个不同参数的该类型换热器进行了算例分析 ,分析表明 :中心管存在只对其附近的管板应力有较大影响 ,且影响范围较小。