U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

蒸发器加热室换热管的诱导振动破坏分析

本文对某公司Na2S项目中的蒸发器加热室换热管进行了流体诱导振动计算与分析。通过计算发现,通道入口处蒸汽流速较大,从而产生卡曼旋涡及紊流抖振,其中卡曼旋涡的频率与换热管的固有频率近似相等,使换热管产生共振,并且在振动与换热管轴向的温差应力的共同作用下,使部分换热管发生破坏。     

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...     

浅谈固定管板式热交换器的制作工艺

热交换器是石油化工设备制造中最常见的产品 ,食品 ,医药 ,以及其它工业部门都有广泛的应用。固定管板式换热器因有结构简单 ,制造方便 ,造价较低 ,是目前石油化工过程中使用较多的一种。当壳程压力不高 ,且在管子与壳体壁温差大于 5 0℃以上或温差虽然不大 ,但管、壳间的材料线膨胀系数相差较大而有较大的温差应力时 ,常在壳体上装置膨胀节 ,以补偿壳体管子间的热膨胀差量 ,改善管板管子接头处的受力情况。1　固定管板式换热器的零件加工1 1　封头的备料及加工换热器选用标准封头 ,这是因为封头中心有最大的拉应力。赤道边缘有最大的压应力…     

甲醛急冷换热器泄漏事故分析

某化工厂使用的12m~2不锈钢甲醛急冷换热器,安装使用24天,就发生换热管泄漏事故。重新全部换管后,仅使用15天,又发生泄漏事故。拔出管子后,发现管子在液面处有周白及轴向裂纹,裂纹均在液面处。在接近液面的管子表面有一层水垢,紧挨液面管子表面结垢最多,即为产生裂纹的部位,坏管分布于中心。由于两次使用裂纹均在液面处,因此,从温差及传热方面考虑,初步分析为液面处管子的温度应力引起管子破坏。通过计算,发现在设计温度下,管子外壁及内壁的应力均小于许用应力,     

润滑油加氢蒸汽发生器管子裂纹失效原因分析

润滑油加氢蒸汽发生器在使用半年后,管子出现泄漏。通过取样进行化学成分、金相组织、电镜扫描以及腐蚀产物的能谱分析发现,由碱性水、水蒸气和温差应力引起的应力腐蚀是导致管子开裂的根本原因,而控制氯离子的含量及正确地选材是防止管子开裂失效的有效方法。     

夹套容器设计中的温差应力问题

应用外压和轴向压缩同时作用下的安全工作条件,对某夹套设备进行设计计算分析,说明了温差应力对外压容器失稳的影响,并提出在设计中应考虑的问题和解决方案。     

固定管板式换热器管板的热结构耦合分析

管壳式换热器是石油化学工业中最常见的设备。而管板的合理设计对提高固定管板式换热器的安全性、节约材料、降低制造成本具有重要意义。文章采用有限元分析软件ANSYS对在内压和热应力共同作用下的某管板结构进行了热结构耦合分析,与仅进行机械应力分析的应力强度分布进行了对比,结果表明:这种温差应力将与管壳程流体压力造成的机械应力叠加且在应力较高时则会在固定管板式换热器的不同部位造成不同形式的失效。     

管壳式换热器的振动与防振

近年来,管壳式换热器因流体流动而引起振动的数量已显着增长,振动的危害已愈来愈被人们深刻地认识。由于流体诱导的振动会产生噪声和有害的力,导至高的压力降、管子的断裂和壳体的翘曲。本文在风洞研究中了管子由卡门涡流诱导振动的动态特性,并提出了消除振动和噪声的措施。     

关于提高列管式热交换器可靠性的问题

在设计用于能源、运输、化工和其他行业的热交换器时,常常要着重考虑减少管组振动的问题。这是因为管组振动将影响并降低换热器的可靠性和缩短寿命,将破坏管子和管板的密封连接点,将磨穿或磨损管组和支撑隔板接触部位的管壁,将毁坏换热器中某些处于应力集中点的管子。当前,大量能源装置都在超负荷运转,所以寻求具有较高可靠性的新型装置更为迫切。 理论和实践的研究表明,流体压力是换热器管组振动的主要原因,它产生于流体压     

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。     

非稳定流体与U形管路耦合振动特性研究

针对采油用管道内流体引发管道振动问题,研究了U形管路在内流作用下的振动特性,利用非线性耦合方法分析非稳定流体与管道相互耦合规律.流固耦合模态结果与前人计算结果相近,验证了数据的可靠性.模拟结果发现,在周期性脉动流体的作用下,管道最大应力及位移振动呈周期性变化;流体频率与管道基频相近时,管道位移振动频谱既有流体诱发的高频又有较低的管路基频.流体速度增加,管道位移增加,管道最大应力增加,管道基频减小.另外,发现脉动流体频率增加,管路基频增加.     

△t_壁≠△T_物(列管式换热器壁温差计算)

列管式换热器的管子与壳体的壁温差大小,将直接影响到换热器的结构。膨胀节是否需要?特别在压力较高的情况下,因膨胀节的结构困难,而要采用结构较复杂的浮头式换热器。我们在设计小品(一)中,介绍了是否需要膨胀节的计算,就需要求得正确的壁温差。壁温差的大小还影响到管板厚度的计算。如采用物料温差作壁温差,则势必增加管板厚度,因此将增加设备材料的消耗,加工工时和投资费用。     

Rushton桨搅拌槽内轴弯矩的数值模拟

针对搅拌槽内流体流动、柔性结构振动和流动流体与柔性结构相互作用(流固耦合)的特征,分别采用计算流体动力学(不考虑结构振动)、计算结构动力学(不考虑流体作用)和两种计算动力学相互瞬态耦合模拟(同时考虑结构振动和流体作用)研究Rushton桨搅拌轴的弯矩幅值平均和波动特性。研究结果表明:搅拌槽内流体充当了振动的阻尼作用,抑制了搅拌桨轴侧向振动的幅度,但主体流动的低频宏观不稳定性显著地增加了搅拌桨轴旋转的不稳定性,同时搅拌桨轴侧向振动增加了搅拌桨叶片上的流体载荷不稳定性,但对不均衡性影响很小;弯矩流体成分(来源于流体压力和粘性力)与结构成分(来源于结构重力和惯性力)之间夹角是随机的,但平均夹角接近于90°;耦合模拟结果与实验数据吻合较好,且明显优于计算流体动力学和计算结构动力学分离模拟计算结果。研究结果有助于深入理解搅拌槽内流固耦合对搅拌轴弯矩的影响,对搅拌设备的机械设计具有指导意义。     

换热器中流体诱发的振动计算

介绍了流体诱发振动产生的原因,阐述了由于流体诱发振动导致管壳式换热器的不良后果,并通过振动计算案例来验证发生振动的可能性,从而强调在设计中应采取防振措施,避免振动发生。     

换热器管束附加质量系数的影响因素

计算换热器管束流体诱发振动时,管子质量是个重要参数。相关标准已给出被刚性管包围的中心弹性管的附加质量系数曲线,以计算管束在流体中的附加质量。该曲线仅考虑了排布方式和节径比2个因素。文中利用ANSYS CFX建立了不同排布和节径比下管束的有限元模型,计算了被刚性管包围的中心弹性管的附加质量系数。将计算结果与实验结果进行对比,验证了模型的可靠性。对中心管附加质量系数的影响因素进行了研究,得到中心管周围刚性管数量、中心管振动方向、中心管在空气中的固有频率、流体黏度等对中心管附加质量系数几乎没有影响。然而,如果所有管束皆为弹性,中心管附加质量系数会出现多个值,且最大值比被刚性管包围情况下的值要大,这是标准中未考虑到的。     

浅谈基于HTRI的管壳式换热器防振设计

简单介绍管壳式换热器流体诱导振动机理、管子破坏部位,并结合实例利用HTRI软件设计换热器消除振动的方法。     

换热器进口管箱流场的数值分析与应用

采用计算流体力学方法，对管壳式换热器进口管箱内流场进行数值分析，模拟结果清晰地显示出管箱内流体流动状况，可用于分析管子与管板连接接头发生冲蚀和泄漏，以及不同区域的管子换热强度不同的原因。应用数值分析方法提出了锥形导流筒结构，明显地改善了管箱内流体流动和压力分布的均匀性，有利于提高换热器的总传热性能。     

换热管自振频率的求取(I)——图解法

在换热器设计中,如果没有考虑消除由于流体的横向流动而引起的振动,就有可能导致换热管的严重破坏。因此,换热管的振动是换热器设计的一个方面,必须在设计时通过认真的比较而加以校核。然而,管子振动是一项复杂的计算过程,它需要具备不同     

单管换热器的最优化

用能量守恒概念进一步认识到,在一个化工装置中,工艺流体之间热交换的应用正在显著增长。这种热交换包括预热(或预冷)一种流动的工艺流体使之达到需要的温度,这是通过它与第二种工艺流体的温差来进行的。管壳式换热器是用于两种物流热交换的最通用的装置,然而考虑到从工艺槽罐中、蒸馏塔塔顶冷凝器、烟道或某些其他设备中的流体内回收余热,可以做成一种盘管形或者把管子截断排成一种炉篦形的简单热交换器结构,见图1。这种换热器浸没在工艺设备中的流体内,它的入口及出口与设备的器壁联接,这种