高温容器裙座热应力的工程计算方法

对于工作温度高、设备直径大的立式容器,裙座顶部的温差应力可能很高,甚至可能成为控制应力。通过分析裙座轴向温度场分布和轴向温差应力,得到裙座顶部热应力的板壳理论解;结合工程实际,得到裙座顶部热应力的简单工程计算方法。计算结果表明,仅以介质操作温度作为是否设置隔气圈的判据是不合理的。经与有限元计算结果对比,证明该工程计算方法可靠。     

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。     

基于外壁监测数据的焦炭塔内壁应力推算方法

提出了一种基于外部监测数据对内壁应力进行推算的方法。焦炭塔塔壁的弹性应力主要由内外壁温差和轴向温差两种因素引起。基于热弹性理论和叠加原理,分析径向温差引起的热应力和由轴向温差引起的瓶颈效应产生局部热收缩对塔壁应力的影响,获得了利用外壁监测数据对内壁应力进行计算的公式,并采用有限元数值模拟对结果进行了验证。结果表明:与传统方法相比,该方法不需要在塔壁凿孔深埋热电偶,对塔壁无损伤。     

焦炭塔筒体和裙座连接部位热力耦合分析

本文以中石油独山子石化分公司某焦炭塔的结构和原始操作参数为依据,以焦炭塔筒体和裙座连接部位为研究对象,应用ANSYS和Workbench有限元分析软件建立有限元模型,模拟分析主要操作阶段的瞬态温度场变化及相对应下的热力耦合应力。结果表明:焦炭塔筒体和裙座连接部位热应力主要由轴向温差变化引起,整个循环周期中的峰值应力均出现在筒体和裙座连接处。     

带膨胀节换热器轴向变形的分析与实用计算

详细分析了固定管板式换热器设置膨胀节后在压力和温差作用下的变形协调过程,引入了换热器轴向总钢度的概念,提出了设置膨胀节后壳体圆筒中的轴向力和轴向变形位移的实用计算方法,使计算过程规范化、简单化。     

带膨胀节换热器轴向变形的分析与实用计算

详细分析了固定管板式换热器设置膨胀节后在压力和温差作用下的变形协调过程,引入了换热器轴向总钢度的概念,提出了设置膨胀节后壳体圆筒中的轴向力和轴向变形位移的实用计算方法,使计算过程规范化,简单化。     

换热器部件的热应力分析新方法

针对换热器管束与壳体之间由于各种内摩擦引起的热变形现象,分析其作用机理并建立相关力学模型。内摩擦力计算结果表明,在纵向增大管束与壳壁间的接触面积,不会减少两者之间的总摩擦力;在周向增加管束与壳壁间的接触点,会减少两者之间的总摩擦力;将管束与壳壁间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,也可减少两者之间的总摩擦力。针对管板周向、径向和厚度方向各自温差情况推导出热应力计算式,针对管束的不均匀温度场推导出管束整体热应力及管层间温差引起换热管热应力的计算式,方便了换热器工程设计及其强度核算。     

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     

基于流固耦合的管壳式换热器热力学计算研究

针对管壳式换热器存在的由于管壳程温差过大而在管板等处产生过大应力梯度的问题,建立典型换热器单元,基于流固耦合和传热理论,采用有限元法和有限体积法,分析研究管壳式换热器的传热特点、流体动力学特性以及管壳式换热器筒体、管板、管箱等结构的温度分布特点。并以此作为温度载荷,研究换热器金属结构的热应力分布情况,取不同路径观察换热器应力集中区域的应力变化,得出换热管、管板以及筒体连接区域的应力分布特性,实现了换热器流体流动、耦合传热以及应力计算的综合分析。     

焊接板式换热器连接板热应力有限元分析

利用ANSYS8.0有限元程序对全焊接板式换热器连接板温度场进行二维数值模拟计算,并用热-结构耦合法计算连接板的热应力,获得了连接板的两向应力(X向和Y向应力)及Mises等效应力,为连接板的设计及变形分析提供理论依据。     

波形膨胀节的综合效应

本文通过数值计算分析了固定式列管换热器管壁与壳壁之间的温差热膨胀及加设波形膨胀节对换热器壳体轴向应力、管板变形与弯矩、列管轴向应力三方面的影响     

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...     

机械密封环热应力的有限元计算及分析

利用ANSYS 8.0有限元程序对密封环稳态温度场进行数值计算,并用热-结构耦合法计算密封环的热应力,获得了密封环的三向应力(径向、轴向、周向)及Mises等效应力,得到其最大值及其位置。     

大型固定管板式换热器管板稳态温度场及热应力场分析

采用有限元分析软件ANSYS,对某大型固定管板式换热器管板的稳态温度场和热应力场进行了三维有限元分析。采用APDL语言建立了包括管箱、筒体和2433根换热管在内的四分之一管板的参数化模型。分析了对流边界条件下管板的温度场和相应的热应力场,提出并论证了温度场和热应力场迭代计算的必要性,得到了该边界条件下管板温度场和热应力场的分布规律。     

非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究

换热器主要是用于热交换的通用设备。在这里主要针对非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究进行具体的分析。对于管板上管柬非对称布置的换热器，无法采用通用的计算方法进行强度校核，只能采用数值求解的方法进行计算。本文即对这种带有异型管板的管壳式换热器．采用有限元数值求解的方法，进行了结构应力分析和设计改进方面的研究，另外，还对相关的强度计算公式进行了理论推导。介绍了结构温度场有限元分析的基本理论，合理地建立了固定管板式换热器温度场分析有限元模型，计算得到温度场，总结其分布规律，发现结构的各部分之间存在着较大的温差，可能产生较高的温差应力，同时还将该结果同其它边界条件下的计算结果进行了比较。     

波形膨胀节对固定管板式换热器管板应力的影响

分析了波形膨胀节对固定管板式换热器管板应力的影响。计算了固定管板式换热器的轴向温差应力 ,说明设置膨胀节的必要性和合理性。提出了设置膨胀节需注意的一些问题。     

石墨电极高温热应力和热应变的研究

结合石墨电极的实际使用情况,基于热弹性应力理论,针对有限长度的圆柱轴对称模型分别建立轴向、径向和切向的热应力方程组,并采用数值方法求解温度场及应力场,最终在所得温度场、应力场计算基础上求得应变场,由应力场可以判断是否达到材料的力学强度,根据本体和接头的位移量,设计接头与接头孔螺纹的合理配合。     

固定管板式换热器的温度场数值分析

在对实际结构进行合理简化的基础上,以影响流动和传热的主要结构建立了某固定管板式换热器温度场数值计算模型,采用分段模拟、整体综合的方法,利用CFD软件Fluent对该换热器在正常操作工况下的流动与传热情况进行了数值模拟,得到了计算流道上有关各个构件的壁温场分布,并把主要结构CFD数值计算的结果与实测温度数据进行了对比。结果表明,CFD模拟模型数值分析得到的温度数据与实测数据相符,说明温度场的数值模拟分析方法及其流动条件的假定是符合实际的,计算参数选择是合理可行的。有关固定管板换热器中管束、管板和壳体的温度梯度变化情况的分析表明,尽管在它们的轴向、周向和径向都存在温度梯度,但是温度梯度变化最大的方向是轴向,这意味着轴向将产生最大热应力。     

轴向载荷作用下薄壁圆筒体临界应力计算的新方法

在轴向载荷作用下圆筒体的失效有两个原因,其一圆筒体内的轴向压应力达到或超过临界屈曲应力而造成圆筒体的局部失稳。其二应力超出材料的屈服限产生塑性变形。无论哪一种情况都使容器产生超出允许的变形,以致不能正常运行。为避免上述状况的发生应严格控制轴向应力值,使其在允许的临界应力值以内。在弹性范围以内,临界屈曲应力的计算方法很多。基于小挠度理论的线性解给出了临界屈曲应力的上限值,大挠度理论的非线性解是     

在不带膨胀节的固定管板式换热器强度设计中壳程圆筒材料与换热？…

本文通过对不带膨胀节的固定管板式换热器管板强度的理论分析和实例计算,说明了壳程圆筒和换热管的材料性质对换热管轴向应力的影响,并根据此提出了在对不带膨胀节的固定管板式换热器进行强度设计时关于壳程圆筒与换热管材料匹配的几点建议。