换热器浅球面非标薄管板分析设计

浅球面薄管板是一种非标管板,其合理的壁厚设计一直成为工程应用难点.基于JB 4732-1995分析设计标准及通用有限元软件,对某换热器用浅球面非标管板进行了分析设计,重点对分析设计的应力分类法和极限载荷法计算管板壁厚进行了对比研究.结果表明：相对于平面厚管板,在相当条件下,基于分析设计方法计算得到的浅球面管板厚度降低了约75％;在4 MPa设计压力下,应力分类与极限载荷两种分析设计方法得到的浅球面管板厚度相当.研究成果为该类非标管板工程设计提供了一定的工程参考.     

腐蚀裕量对容器壁厚计算的影响

在压力容器强度计算中,圆筒壁厚计算公式是最基本公式之一,然而此公式中并未包含腐蚀裕量,一些设计者在进行壁厚计算时,照搬公式进行计算,没有进行具体情况具体分析,致使出现一些不合理甚至是错误的设计;本文对内压圆筒壁厚计算公式使用情况与腐蚀裕量之间关系进行了论述,以供设计人员在设计时参考。     

U形管式换热器整体管板设计的计算方法

本文介绍了Ｕ形管式换热器整体管板设计的一种计算方法。该方法是：将管板的钻孔区处理为一块承受均布载荷的当量实心圆板,将管外板侧的非钻孔区处理为一块承受均布载荷的圆环板,考虑了管箱和壳体与管板间的相互作用,采用解析法分析管板的变形和应力,按ＡＳＭＥⅧ－２的方法对应力进行评定。该方法采用Ｆ．Ｏｓｗｅｉｌｌｅｒ假想弹性常数,它适用于管孔按正方形排列的整体管板。按其计算的管板厚度比按其它常规设计方法计算的厚     

中心有孔的非等厚度人孔盖的强度设计

<正> 对(图一)所示的非等厚度人孔盖板,如何确定其各部板厚;了解其板上应力分布情况,则是设计的关键。本文经过一系列的计算,推导出了较能反映实际的强度计算公式,可供设计参考。     

曲面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热

提出一种新型折流板--曲面弓形折流板,并构造曲面弓形折流板换热器,采用数值模拟和实验相结合的方法研究其壳程传热和流动阻力性能。在实验方面,设计了实验用曲面弓形折流板和普通弓形折流板换热器试样,其中换热器管束采用可拆连接形式,以考察不同折流板结构和板间距的影响。通过改变管程及壳程流量和管程流体进口温度,获得了大量对应于不同折流板结构的壳程压力降和传热系数实验数据。在模拟方面,利用Fluent软件建立了曲面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器流体数值分析模型,得到了壳程流体流场分布及壳程压力降和传热系数。结果发现,在相同结构参数和流动条件下,曲面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低9%～24%,而壳程传热系数比普通弓形折流板换热器提高3%～11%。     

管道弓形效应对LNG输送管道的影响

由于管道弓形效应大多发生在瞬态条件下(如在启动过程中,当水平管道部分被热或冷流体填充时),就会发生管道弓形效应。弓形效应在管道预热或预冷过程中可能被忽视,直到发生管道、支架或是设备口发生损害时才被发现。通过对大口径LNG管道进行弓形效应下的应力计算,对比LNG管道在一次应力(支架脱空)、二次应力、支架受力以及管道位移四个方面的变化,分析弓形效应对管道产生的影响。     

对边简支对边固支平顶四坡折板结构地震响应分析

应用ANSYS有限元软件分别对3ram和4mm厚的对边简支对边固支平顶四坡折板结构进行地震波响应分析,从而对比分析2种不同厚度的平顶四坡折板结构的应力、应变、位移变化情况。通过计算表明,平顶四坡折板结构在受地震波作用下短边部位和梯形板的交接部位比较薄弱;3mm厚的平顶四坡折板结构其产生的等效应力以及最大位移均大于4mm厚的平顶四坡折板结构所产生的等效应力和位移。     

催化裂化装置再生器主风裕量的动态分析

以某催化裂化装置为基础,建立反应-再生系统的动态机理数学模型。从生产操作和闭环控制的角度,用动态优化的方法对再生器的主风裕量进行了计算,指出过程动态特性对主风设计裕量的选取有着很大影响。在考虑工艺和设备条件变化留出的稳态裕量之外,需要留出一定的动态裕量以满足过程操作和控制的要求,其大小与控制系统设计有关。系统对控制器性能的要求愈高,所需要的主风裕量应愈大。故在进行工艺设计时需要对系统的控制性能和主风设计裕量进行综合考虑,使设计结果既能满足工艺要求,又能实现良好的自动控制。     

折流板间距对换热器性能影响的数值研究

采用CFD数值模拟方法,研究了简化模型下弓形折流板和螺旋折流板换热器,对应于不同间距/螺距时,流动参量的变化对换热器整体流动与传热性能的影响。结果表明,两种结构对应的壳程压力损失和换热系数均随壳程流量的增加而增大,而螺旋折流板结构单位压降下换热系数大于弓形折流板,并且其性能受折流板螺距变化的影响较小,体现了螺旋折流板结构的优越性。计算结果与现有实验结论吻合较好。     

换热器结构优化与换热性能评价指标研究

某运载器中冷却器存在若干问题：壳侧压力损失较大;采用的弓形折流板结构使得壳侧工质呈现出Z字形流动,在折流板后易形成流动死区,促使壳侧结垢,使得换热器总传热性能降低。提出了两种针对壳侧结构的强化换热设计方案。方案一为减少弓形折流板数量、增加折流板间距;方案二为采用螺旋折流板替换原有的弓形折流板。为验证文中采用的热力设计方法的准确性,根据文献中的实验结果针对弓形折流板和螺旋折流板管壳式换热器热力设计方法进行了验证,结果表明文中采用的热力设计方法得到的计算数据与实验结果的偏差在37%以内,满足工程设计需求。优化方案根据优化参数不同,其优化结果有所不同,基本存在以下规律：优化设计可使换热器管壳两侧总压降减小,但同时其换热性能也下降。因此,需要一个综合指标来进行评价。文中提出以换热量Q与换热器流动阻力引起功耗的比值作为综合性能评价指标。该指标表示换热系统克服换热器流动阻力消耗单位泵功下的换热量,其值越大,单位泵功下换热量越高,经济性越好。经过计算发现最优方案相对原始方案,综合评价指标提高了约22.2%。     

锥壳两端均与法兰连接时的应力分析

针对锥壳大端和小端均与法兰连接时的计算问题,应用有限元ANSYS Workbench建立简化后的锥壳-法兰连接模型,并得到了其应力分布。依据ANSYS计算结果,按照JB/T 4732-1995(2005年确认)对锥壳大端和小端应力进行分析和强度评定。结果表明,锥壳大端和小端应力的性质与标准中锥壳与圆筒连接处的应力性质完全相同,应力评定均合格且留有较大的安全裕量。     

拉弯复合应力下焊接头表面裂纹疲劳扩展规律的研究

通过对16MnR钢对焊的弓形试极疲劳裂纹扩展试验，研究了在拉弯复合应力下对焊接头表面裂纹疲劳扩展规律。采用Newman－Raju公式分析了有限宽板在拉弯复合应力下表面裂纹的应力强度因子的计算。试验研究表明在拉弯复合应力下当a／t≤0．8时表面裂纹疲劳扩展规律仍可用Paris公式来描述，并且c向和a向的Paris系数之间仍存在着C_c＝0．9~nC_a的关系。     

弓形座热力耦合有限元分析

建立弓形座力学模型,利用Abaqus软件进行有限元分析。结果表明:弓形座材料、上盖闭滑板结构、弓形座角度均对弓形座受力状况产生影响。弓形座材料由QT450-10球墨铸铁改为40Cr合金调质钢时,弓形座最大等效应力变化不大,但竖直方向最大位移减小;上盖闭滑板由梯形改为扇形时,弓形座最大等效应力减小29%;弓形座角度由32°改为25°时,弓形座最大等效应力增大25%。     

硫化机罐盖有限元分析与优化设计

大型轮胎硫化机硫化室以罐体形式出现,各部件强度计算较为复杂,利用I-DEAS三维软件进行三维建模和有限元分析模块对其计算分析,可大大缩短设计周期,取得较准确的数值。本文仅对硫化室罐盖的刚度强度计算与分析,分析其最大工作压力下最大边界的应力和变形情况,以及最大应力部位,并进行对比分析和结构优化。优化结果表明通过改变板厚以及修改一些关键尺寸之后得到的结构合理且能够满足强度要求。     

螺旋折流板与弓形折流板换热器性能的数值模拟

针对弓形折流板、连续螺旋折流板换热器,采用FLUENT软件,k-ε湍流模型,通过数值模拟的方法比较了4块挡板的弓形折流板换热器和4个螺旋的螺旋折流板换热器的壳程流动与换热性能。结果表明:弓形折流板换热器流动湍动程度强,换热系数更大;螺旋折流板换热器壳程流动呈螺旋状,流动阻力更小;比较单位压降换热系数,螺旋折流板换热器综合性能优于弓形折流板换热器。     

巨型工程轮胎硫化机底座有限元分析与优化设计

利用I-DEAS三维软件进行三维建模和有限元分析模块对42 000 kN巨型工程轮胎硫化机底座的刚度、强度进行计算与分析,分析其最大工作压力下最大边界的应力和变形情况,并确定了最大应力产生的位置,在满足其工作性能前提下对进行结构优化。优化结果表明通过改变板厚以及修改一些关键尺寸之后得到的结构合理且能够满足强度要求。     

塔盘卡子的新结构

在板式塔的塔盘与支持圈,塔盘与支承板之间广泛使用着JB1119-68的“卡子”用来紧固塔盘和支持件。标准中为了适用不同的支持件厚度,“卡子”中的尺寸A 有六种,即2、4、6、8、10、12、14mm,另有两种代用型。下卡也同样有六种尺寸规格。这种卡子制造应用均因规格繁多而感到不便。螺柱和下卡之间的固定连接是规格繁多的原因所在。下面介绍在某工程中广泛使用的一种新结构卡子。见图1。此类卡子的下卡和T 形螺柱间采用绞接。所以适用于不同厚度的支持件。在任何厚度下都能保证螺柱与塔盘的垂直,使连接非常可靠。而JB1119-68的“卡子”则不能。采用绞接,免     

抽油机新式方卡子的研制与应用

老式方卡子在使用的过程中其结构单一、无扭矩释放装置、无有效防脱措施。且经常因其安装过程中的操作不便造成高空落物伤人、滑跌伤人等安全生产事故。同时投产过程中因方卡子易脱扣造成卡瓦牙块损坏光杆、碰泵抽吸等重大生产事故。本文阐述了老式方卡子在使用过程中存在的问题及隐患,并根据实际情况研制了新式方卡子,有效根除老式方卡子的弊端,保证施工安全,提高工作实效。     

波形挡板在精馏二塔应用中的问题浅析

分析挡板移位原因，对其定位卡子结构进行改进，对波纹板同支撑板的联接部位进行焊接强化处理以防止挡板断裂。     

热网加热器壳程折流板型式的研究

主要针对大型电厂热网首站,采用不锈钢波纹管汽一水换热器壳程折流板型式进行了研究,用周边割豁折流板形式,常用的单弓形、双弓形、三弓形、圆盘一圆环形折流板较安全可靠,换热器设备运行时传热效率完全满足要求。