波节管与光管对薄管板换热器管板影响的比较

利用ANSYS有限元分析软件,建立了薄管板波节管式换热器和普通光管薄管板换热器的三维模型,对其在正常运行工况时的管板进行应力和应变的分析比较,得到两种换热器的位移曲线图和Mise应力曲线图,对仅受壳程压力与仅受管程压力时,换热管对管板应力分布的影响进行分析比较。结果表明波节管可以缓解管板的变形及应力,同时,薄管板波节管式换热器管板厚度计算方法可用普通光管换热器的管板计算方法替代,为此类换热器管板厚度设计计算方法提供了依据。     

多股流绕管换热器管板结构分析

多股流绕管式换热器结构特殊,目前国内外尚无这种结构的管板计算标准。分别按照GB 151和ANSYS对此管板结构进行了规范计算与有限元应力分析,利用ANSYS建立了管板结构分析有限元模型,分析了管板的应力场,明确了管板的应力分布及最大应力部位,根据应力分析结果对管板厚度进行了优化,达到了既减轻设备重量,又节约材料、降低成本的目的。     

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。     

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。     

高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

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。     

预应力双管板换热器模拟计算和测试分析

采用常规措施设置膨胀节以降低温差应力对管壳式换热器破坏的方法具有局限性,提出了采用预应力技术应用于双管板换热器中。采用换热管作为预紧单元,通过施加不同的预变形量,利用ANSYS有限元分析软件对双管板换热器结构进行分析,从而得到热-结构耦合分析结果,同时,与试验检测研究进行对比。分析结果表明,施加恰当的预变形量,有效降低整体结构的温差应力,使应力以及应变的峰值得到降低,防止了温差应力对双管板换热器的损坏。从而为双管板换热器的设计以及加工制造,找到一种更加合理的方法,提高了换热器的工作寿命。     

管板结构轴对称简化模型的分析研究

针对大型换热器管板结构建模复杂与求解困难等问题,根据支撑刚度相等的原理,采用一族等厚薄壁圆筒体来取代换热管对管板的支撑作用,结合多尺度均匀化方法,考虑管子壁厚对管板的加强作用,在此基础上提出了一种管板结构轴对称分析的简化模型即当量管板—壳单元模型,探讨了壳单元个数对轴对称模型计算精度的影响,并将轴对称模型的计算结果与实体模型进行了对比分析和应力评定,所得结果显示简化后的轴对称模型不仅能满足工程设计需要,且能有效地节省计算成本,因此所提出的简化模型能够为管板结构的应力分析设计提供理论参考。     

脉动载荷下换热器管板接头塑性失效研究

管板接头是换热器常见失效部位,其中交替塑性失效模式缺乏研究。基于材料的多线性等向强化(MISO)本构模型,对U型管式换热器角焊缝管板接头和新型内孔焊管板接头进行了弹塑性数值模拟。通过提取管板管桥中心及管板管孔附近区域的节点的应力及应变数据,得到了在脉动递增载荷下的双向应力和应变规律。结果表明,在脉动载荷的递增加载与卸载过程中,两管板接头的残余应力与残余应变存在差异;随着脉动幅值的递增,塑性应变不断累积,为防止结构最终发生塑性失效,需对应变进行合理控制。通过分析发现管接头内缘处是较容易发生交替塑性失效的部位,在对换热器管板接头失效分析时,应重视载荷历程和焊接接头形式对管板的影响。     

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。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

微型换热器瞬态传热分析

以用于芯片冷却的微型换热器为研究对象,建立三维仿真模型,分析其在热负荷按指数型和周期型变化情况下的瞬态传热.根据获得的换热器温度场、温度梯度和热应力分布,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对换热器的散热性能,结果表明:铜优良的导热性能使得铜换热器在稳态工况下散热性能优于复合材质换热器,但瞬态分析显示,氮氧化硅复合物在结构...     

板翅式换热器的传热特性研究

运用ANSYS软件中的FLOTRAN模块,对板翅式换热器中的锯齿形翅片的湍流流动和传热特性进行了模拟仿真.并对模拟结果进行分析,证明与理论吻合较好,说明运用FLOTRAN来分析板翅式换热器传热特性是简便、直观的方法,并对以后的板翅式换热器设计及优化提供了参考.     

辅助散热对地源热泵地埋管换热器换热效果改善的分析

地源热泵在工程应用中存在大量失败的案例,原因是在具体的工程应用中未具体分析地源热泵节能的特定性.本文根据地源热泵系统地埋管换热器冬、夏季的换热的基本原理,指出夏季辅助散热对改善地埋管夏季换热的重要意义,并结合具体实验进行了分析讨论.     

热泵热水器蓄热水箱的漏热损失分析

蓄热水箱作为热泵热水器机组的重要组成部分,它的设计是否合理直接关系到机组的能耗.本文对长方体形、圆柱形以及球形蓄热水箱进行分析,计算并比较了蓄热水箱的漏热损失值,同时讨论了不同外形水箱的结构变化对其漏热损失量的影响,这对今后同类产品选择合适的水箱提供了一定的指导作用.     

应用于相变蓄热的脉动热管换热器在不同倾角下放热性能的试验研究

设计了一套脉动热管相变换热装置,并在搭建的试验台上对不同倾角下脉动热管换热装置的总放热时间和相变潜热放热时间进行了试验测定。结果表明脉动热管相变换热装置在0°、30°、60°、90°倾角下,0°角冷却的放热总时间和相变潜热换热时间均最少,90°倾角下放热总时间和相变潜热放热时间最长。增大冷却水流量,总放热时间和相变潜热放热时间均会减小,但当冷却水流量达到一定值时,继续增大冷却水流量,总放热时间几乎不再变化。冷却水初始温度越低总放热时间和相变潜热放热时间均有较大减少,水槽内冷却水最终温度差别不大。     

余热锅炉的热力回收计算分析

针对烟厂余热锅炉的热力回收问题,运用热力学原理进行了多方面的计算分析,得出了余热锅炉的热效率数据,为余热锅炉的设计提供了依据,阐明了余热利用的巨大潜力,指出余热的利用是企业降低能耗、加强环保的重要途径。     

高压换热器的热处理

按设备制造规范和工程设计标准、图样要求，结合生产实际，制订出高压换热器球形封头热成形加热及热处理工艺、焊前进炉预热工艺、焊后热处理工艺、最终合拢缝局部焊后热处理工艺、最后做出经验总结，作为今后尿素高压设备热处理的参考。     

基于线热源模型的垂直U型埋管换热器的换热分析

为了研究U型地埋管换热,以线热源模型作为基础,以夏季制冷工况为例,运用C语言编程软件对其进行了分析求解。研究了运行时间、换热介质的流量、土壤物性、埋管深度对U型埋管传热的影响以及周围土壤温度分布变化规律。模拟结果表明:当换热介质流量和埋管深度均增大3倍,土壤导热系数增大1.6倍时,单位管长换热量变化幅度分别为9.9%、-10.7%、23.3%。研究结果可为U型垂直埋管换热器的优化设计提供参考。     

复合中空热管传热性能研究

为了解决工业中的大量低品质烟气余热的回收利用和烟气酸露点腐蚀导致设备容易失效的工程问题,提出了一种复合中空热管传热元件,介绍了其结构及工作原理;对其内部传热机理进行了分析,并对其启动特性、等温性能和传热性能进行了试验研究。研究结果表明:复合中空热管在外管壁温度30℃时,加热时间2 min之内就能正常快速启动工作;在自然空气对流冷却条件下,具有较好的等温特性;复合中空热管的传热系数随着冷却水雷诺数的增加而增加;在加热蒸汽温度低于125℃的低温蒸汽加热条件下,当冷却水的雷诺数为6650时,复合中空热管的传热系数为1350W/(m2.℃)。试验研究结果为复合中空热管换热器的工程应用提供了基础。