管壳式换热器的数值模拟和管束支撑分析

以某固定管板换热器为例,对数值模拟方法和管束支撑进行了研究。通过建立不同单元类型的换热器有限元模型,以换热器壳体轴向应力为指标,对比换热器筒体和管子中的轴向应力及管板挠度,研究了不同换热器有限元分析方法的合理性,考察了管板横向变形和换热管外侧及筒体内侧施加的壳程压力对筒体轴向应力的影响,以及换热管对换热器管板的支撑作用。     

基于Abaqus的体壳单元组合建模研究

在体壳单元组合有限元模型中,由于实体元与壳元的自由度不同,使得转动自由度不连续,计算结果往往与实际偏差很大。 Abaqus中提供了一种多点约束法来实现三维实体元与壳元正确联接,阐述了其原理,并通过实例对两种单元联接参数设置的不同进行结果对比,给出了合理的处理方法,为有限元分析中体壳单元耦合及模型简化提供指导与借鉴。     

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。     

管壳式换热器管子与管板的连接

管壳式换热器的管板和管子连接处的紧密性是一重要的质量点．介绍管子与管板的连接方法。     

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。     

管板间隙对管壳式换热器流动与传热的影响研究

管壳式换热器中,由管板间隙引起的漏流不利于换热器的传热。通过一种新型网格生成方法,对所建立的三维实体模型进行网格划分,并利用CFD软件Fluent进行数值模拟,研究不同情况下壳程与管程的流动与传热特性。计算中采用标准k—ε模型,SIMPLE算法,压力方程为标准格式。将模拟结果引入换热器评价指标,全面分析管板间隙对管壳式换热器流动与传热的影响。     

考虑壳体-管板温差的换热器强度公式推导

在管壳式换热器的强度计算规范中,没有考虑管板和壳体间温差而引起的径向内力,而该应力有时应当引起重视。基于弹性力学中的板壳理论,根据管板和壳体连接处变形协调一致的条件,推导考虑该因素的强度计算公式。通过算例与有限元数值解进行比较,发现用于强度校核时它是保守的,该公式可叠加至其它载荷下的计算结果中。     

基于Fluent 的管壳式换热器数值模拟及优化

文中针对当前管壳式换热器结构特点及特性,提出了T型折流板和Y型折流板2种新的折流板结构.利用ANSYS Workbench平台,创建了T型折流板和Y型折流板管壳式换热器的几何模型及有限元模型.同时,利用Fluent分析了换热器在不同流体入口速度下的壳程流动及换热性能.针对Y型折流板管壳式换热器,研究了折流板侧板夹角对Y型折流板换热器壳程换热性能的影响.利用DesignExploration多目标优化工具,对T型折流板的结构参数进行了优化.     

基于三维实体模型的管壳式换热器壳程流场和温度场数值研究

根据管壳式换热器的结构特点,采用基于管壳式换热器真实三维实体模型的几何建模方案,提出了管壳式换热器周期性全截面计算模型,实现了具有复杂壳程结构的管壳式换热器的数值模拟,克服了现有数值模拟建模方式的一些不足,为再现和模拟管壳式换热器壳程的真实流动状况,以及分析各种构件对壳程流体流动和传热性能的影响提供了良好的辅助手段。在综合考虑折流杆换热器壳程流体流动与传热的多方面影响因素下,提出了对折流杆换热器周期性单元流道模型的修正算法,改进和完善了折流杆换热器周期性单元流道计算模型的实用性和适用性。     

管壳式换热器流场数值模拟方法研究

对单弓形折流板式换热器的结构进行合理简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型,在ANSYS FLUENT 14.0数值模拟软件中对其温度场和流场进行数值模拟。将定壁温假设方法与同时考虑壳程和管程流体的两流程耦合计算方法的模拟结果进行对比,结果表明:同时考虑壳侧和管侧流体流动与传热,更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况,模拟结果与实际情况吻合较好,能够为管壳式换热器结构优化设计提供更好的参考依据。