基于有限元方法对换热器设计方案的改进

采用三维有限元方法,对某固定管板式换热器在温度载荷作用下进行热应力分析。根据热应力分布特点,分析温度载荷对管板、壳体等产生的影响,提出设计方案的改进,并作同样的有限元分析。经比较发现,改进后热应力大大减小。     

固定管板式换热器管板强度的有限元分析

某公司根据GB 151按照常规设计方法设计了一台冷凝器,结果发现由于管板厚度（200mm）过大造成工艺条件无法满足。为了对管板进行合理的设计,使其既满足强度要求也满足工艺条件,利用有限元计算软件对管板进行了详尽的计算与分析,调整管板厚度为150mm,并依据JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》对其安全性进行了评价。     

基于solidworks的U型管式换热器管板的结构设计及有限元分析

本文介绍了有关U型管式换热器管板的结构设计及有限元分析。首先通过管板的厚度及受力分析明确管板的结构设计确定主要参数,利用solidworks软件建立管板的三维图形并用其自带的有限元分析模块simulation进行应力应变及相关分析。为提高和完善管板的结构性能提供了理论依据和实际方法,对节约材料、降低成本有着至关重要的作用。     

蒸汽发生器薄挠性管板设计计算

用标准规范中的公式对蒸汽发生器挠性管板厚度进行计算,同时应用ANSYS有限元软件对薄挠性管板进行了热-结构耦合分析校核计算,得到了挠性管板的温度场及应力场。根据JB/T 4732-1995进行了应力分类及强度评定,发现根据几个标准规范中公式计算的挠性管板厚度可作为初始参考。由于标准中管板的计算前提条件要求载荷的轴对称性,同时未考虑到薄管板转角折弯处的受力情况及管板挠性支撑对薄管板实际应力分布的影响,因此,薄挠性管板的设计加入有限元分析计算是十分必要的。     

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。     

换热器异型管板应力分析及强度校核

利用ANSYS有限元分析软件对某型号换热器异型前管板进行分析,得到了异形管板温度载荷与压力载荷同时作用下结构的应力场,同时考虑了换热管对管板的加强作用。按照ASME规范进行了强度校核,为异型管板的强度设计和安全评估提供了可靠依据。     

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。     

陶瓷滤芯飞灰过滤器管板有限元分析

陶瓷滤芯飞灰过滤器管板结构特殊,现有标准中没有设计方法。按照GB/T 151对管板进行近似设计得到初步厚度,然后采用ANSYS WORKBENCH进行了有限元应力分析设计,验算近似设计的安全性,对有限元模型进行了讨论,并对管板滤芯连接的特殊性进行了考虑。     

缠绕管式换热器管板热-机械耦合场应力分析与安全评定

缠绕管式换热器作为高效节能装置广泛应用于诸多工业领域。由于该类换热器所处的温度和压力较大,考虑到其自身重力,管板处的受力非常复杂,安全问题较为突出,因此在设计缠绕管式换热器时有必要采用有限元软件对管板进行应力分析。结合工程案例,利用ANSYS软件,对换热器建立了有限元分析模型,得到管板热-机械耦合应力场,并进行安全评定。     

基于ANSYS的换热器管束振动模态分析

根据固定管板式换热器的结构特点,采用有限元法对该结构进行有限元离散,壳体、固定管板、折流板采用空问壳单元模拟、换热管采用空问梁单元模拟,分别建立了精细的有限模型和常规的简化有限元模型,对管束动态特性进行了计算。其结果对于预测换热器的振动具有十分重要的现实意义。     

带蒸发空间的废热锅炉挠性管板设计的探讨

废热锅炉是利用工业生产过程中的余热生产饱和蒸汽的换热器。废热锅炉的结构通常可分为壳程自带蒸发空间和顶部设计汽包两种形式。废热锅炉的设计总体采用常规设计方法,挠性管板采用应力分析设计方法进行局部应力分析。本文依据《石油化工管壳式余热锅炉》(SH/T 3158—2009)对一台带蒸发空间的废热锅炉的挠性管板进行设计计算并采用有限元分析软件ANSYS对该废热锅炉挠性管板进行应力分析,分析中,对三个危险截面划路径,进行应力线性化处理和强度评定,结果表明,当挠性管板厚度取根据SH/T 3158—2009设计厚度圆整值时,挠性管板应力评定不合格。增加管板厚度后,重新对两种工况下的管板进行应力分析,结论合格。通过计算分析对比,建议对带蒸发空间的废热锅炉的挠性管板进行设计时,应采用有限元分析对挠性管板进行设计,以保证废热锅炉的安全稳定运行。     

基于ANSYS的管板有限元分析及其优化设计

换热器中的管板除了承受管程压力和壳程压力乊外,还要承受热流体和冷流体由于温度梯度所带来的温差应力,管板的受力情况复杂多变,严重影响换热设备的经济性和安全性。利用ANSYS有限元分析软件对管板进行了应力和热-应力耦合分析,比较了其应力云图的分布特点,再对7种工况下的应力进行评定,最后以管板质量为目标函数,以管板厚度为设计变量,以管板最大应力为状态变量,对管板进行结极的优化分析,所得结论对于换热器中管板的优化具有一定的指导意义。     

不锈钢钎焊U型管板接头分析

采用拉伸试验对304不锈钢管板进行结构强度测试,同时使用扫描电镜方法探析了钎焊接头的内部结构以及力学特征。通过有限元分析软件ANSYS分析了真空钎焊接头的残余应力及应力分布情况。研究后发现,管板连接处往往会出现应力集中现象,通过有限元分析可以得到管板连接处残余应力的分布规律。     

有限元应力分析在特殊管板设计中的应用

针对氨水易挥发的特性,利用自然循环蒸发器原理设计出一种新型结构,将汽提塔和换热器做成一台设备,可以减少外循环,操作可靠,结构紧凑,节约成本。但由于其固定管板中央循环管远大于其余换热管,利用现有的各国规范、标准均无法计算此管板。通过有限元分析技术建立了热分析和结构分析的有限元模型,并对分析结果进行了评定,解决了该管板的设计计算,为工程应用提供了一种实例。     

合成氨变换净化冷却器失效分析

应用SW6-98管板分析设计软件,对合成氨变换净化不锈钢带膨胀节薄管板冷却器进行管箱、壳体、换热管和管板及膨胀节的应力分析计算,进行失效原因分析,提出改进意见。     

固定式管束釜式重沸器管板的应力分析

利用有限元程序自动生成系统(FEPG)开发了固定式管束釜式重沸器管板的参数化有限元计算程序,并利用该程序及VAS-ANSYS接口程序对某台固定式管束釜式重沸器进行了应力分析。各工况的计算结果表明,斜锥壳对管板应力分布规律影响较大,壳程压力和温度载荷共同作用时是换热器的最危险工况,最大应力强度值的位置发生在热端管板与壳程筒体短节过渡圆弧连接处的外表面,且位于管板的最低点。     

基于数值计算方法的换热器管板等效方法研究

换热器管板等效方法影响到管板受力变形计算的准确性。以管壳式换热器为例,分别建立了开孔管板结构、共用节点的实心管板结构和主从节点绑定的实心管板结构有限元模型。采用数值计算方法,对管板的应力和变形进行了分析。有限元计算结果表明:采用主从节点绑定的实心管板结构与开孔管板结构变形最大相对误差为8.4%、孔边应力相对误差超过60%,说明主从节点绑定的实心管板结构仅可准确描述管板的变形。通过对比分析主从节点绑定的实心管板结构与开孔管板结构开孔区域应力分布,得到开孔边缘的应力集中系数为约3,开孔中部的应力集中系数约为2。     

管箱结构对挠性管板一次应力影响的研究

采用有限元分析方法研究了管箱结构对挠性管板一次应力的影响,通过建立不同管箱结构的挠性管板有限元模型,计算了各个模型的一次应力,对比分析了管箱结构对挠性管板一次应力的影响规律。研究表明：法兰环和翻边结构均能降低管板的一次应力,对管板起到加强作用,且法兰环加强效果稍好,但带翻边结构的管板受力更简单、综合性能更均衡;翻边结构外径或内径保持不变时,增加翻边厚度能降低管板的一次应力;翻边厚度保持不变时,减小翻边内径能降低管板的一次应力。     

废热锅炉薄管板的三维机械应力分析

运用有限元分析软件ANSYS,对废热锅炉建立了考虑筒体和换热管影响的管板真正实际结构的三维模型,对其进行机械应力分析,得出管板的变形和应力分布云图.将分析结果进行应力线性化处理,按照JB4732-95<钢制压力容器--分析设计标准>中的应力分类和评定方法对管板进行了评定.     

空气冷却器方形管板强度的有限元分析

运用有限元分析软件，采用等效实体板与子模型相结合的处理方法，对某空气冷却器方形管板进行了详细的应力分析。分析结果表明，管板并不是越厚越安全，管板厚度由原设计值110mm可以减小到40mm。