异形管板换热器应力分析与评定

通过有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了异形管板换热器温度载荷与压力载荷同时作用下的有限元应力计算。采用JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》的应力分类及强度评定方法对分析结果进行了评定,实现了在构建异形管板换热器真正实际结构有限元模型下的应力分析与评定。     

大直径N型固定管板换热器设计

文章从设计方法、材料选择、应力分析和结构设计等方面,对大直径N型固定管板换热器的设计进行了分析和论述,重点通过采用有限元应力分析和JB 4732管板分析两种方法,对多种工况下N型固定管板处应力和换热管应力进行了详细的对比,验证了JB 4732分析方法不受换热器直径的限制,这为大型化换热器的设计提供了参考。     

管壳式换热器管板的疲劳分析设计方法探讨

随着石油化工工程技术的发展,换热器操作条件的复杂化,换热器的疲劳工况在运行中时有出现,目前在进行换热器管板疲劳分析时,往往忽略管板与换热管实际连接接头处的峰值应力计算。采用有限元分析研究管板与换热管连接接头焊缝的峰值应力状况,证实了对换热器疲劳部位进行疲劳分析的必要性。对4种管板与管子连接接头焊缝的高应力进行了计算比较,根据管板弯曲变形的特点,提出了一种受力最佳、制造和检验均很方便的、可避免疲劳分析且合理的管板及其换热管连接结构。     

立式尾气加热器挠性管板的有限元分析

常规计算立式换热器的挠性管板,并不能完全真实地反映挠性管板的受力状况。运用有限元方法对采用挠性管板的某立式换热器建立了热分析和结构分析的有限元模型,分析了挠性管板的温度场及应力场,并进行了应力评定,以期探讨挠性管板结构设计方法,为类似产品设计提供参考。     

高压挠性管板与刚性管板热固耦合受力研究

管板是换热器的重要零部件,具有锻件尺寸大、机械加工难度大的特点。本文根据刚性管板理论和挠性管板理论对该零部件进行了研究,针对管壳程高压、高温操作条件,采用有限元分析方法,分析了刚性管板和挠性管板在不同操作工况下的受力状况,结果表明,挠性管板的受力情况和经济性均比刚性管板要好。     

绕管式换热器管板有限元应力分析

由于绕管式换热器管板计算尚无成熟的方法和标准,本文采用有限元应力分析法对绕管式换热器管板进行了分析计算,得到了其受力特性和应力分布规律,并对该管板进行了应力强度评定。     

2016年第5期导读

<正>本期论文广场栏目中,基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析一文,通过建立固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力及换热管的轴向应力。同时采用JB4732的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满     

一种高效便捷的换热器管板有限元分析新方法

采用实体建模的有限元分析是工程设计中对换热器管板进行应力分析的常用方法。但该方法建模繁琐、加载复杂、计算量大、耗时久,不便于工程应用。采用当量管板、当量管束、轴对称模型的方法进行简化,不仅建模便捷,加载方便,还能大大节省计算时间,而且不失精度。文章通过对某固定管板式换热器的六种工况使用该有限元分析方法进行计算,并与SW6软件按JB 4732标准计算的结果进行比较。采用Pearson乘积矩相关系数进行检验,结果显示该有限元分析方法和JB 4732标准计算结果相符,证实了该方法的可靠性。     

局部区域布管固定管板热交换器应力的有限元分析

基于有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了温度载荷与压力载荷同时作用下的局部区域布管固定管板热交换器整体有限元应力计算,对有限元应力计算结果进行了相应的应力分析。     

多股流缠绕管式换热器管板的有限元分析

缠绕管式换热器广泛应用于煤化工装置,因其结构的特殊性,国内标准规范没有对其管板的设计计算方法做出规定。针对循环甲醇冷却器——一种典型的多股流缠绕管式换热器的管板在不同载荷条件下进行了有限元分析和应力评定,指出了有限元分析方法对于多股流缠绕管式换热器管板设计的经济性、实用性与安全性。     

废热锅炉温度场与应力场的有限元分析

废热锅炉换热管分布的不对称性, 使得管板和筒体等部件的温度场与应力场分析十分困难。为此, 运用有限元法对稳态温度场作了计算, 求得管板、筒体等部件的平均温度、内外壁温差, 并将这些参数作为应力场分析的热载荷; 将废热锅炉离散为由板壳元和杆单元组成的空间结构, 对自重、压力、温度组合的４ 种工况进行计算, 得到管板、筒体等部件的应力场分布规律。根据最大当量应力值对各部件做了强度校核, 为废热锅炉各部件的合理设计和安全评定提供了可靠的理论依据。     

废热锅炉管板结构两种有限元模型分析比较

采用两种有限元简化模型,对DN1600型废热换热器锅炉管板进行了有限元分析,并对计算结果进行了比较,提出了简化模型的改进方法.     

管束偏心分布热交换器管板应力分析

以某管束偏心分布的热交换器管板为研究对象,应用ANSYS分析了热-机械条件下该异形管板的温度场及应力场,并根据ASME规范第Ⅷ卷第二册对结构的关键部位进行了应力分类及强度评定,为异形管板的设计和安全评定提供了可靠的依据。     

换热器腐蚀失效预测及防控策略研究

根据现场工艺流程搭建Aspen模拟计算模型,将企业提供的工艺相关参数和日常运行工况等数据输入仿真模型内,获取该工况下的多相流的物性参数,从而预测换热器区域发生的腐蚀失效情况,该模型主要预测HCl引起的露点腐蚀和NH₄Cl引起的结晶沉积。借助传热计算软件HTRI,构建换热器热力学模型,将数据导入后得到管程、壳程、壁面层的温度分布,进而判定换热器失效位置为距管程进口约1.55 m后的范围。为了减缓腐蚀和保证装置安全长周期运行,提出了改善工艺操作和配管平衡方案等措施。     

甲烷化废热锅炉管板温度场与应力分析

甲烷化废热锅炉入口温度高达620℃,管壳程温差较大,管板承受内压与温差载荷双重作用.设计中管程选用内部衬里的冷壁结构,管板选用带折边的柔性薄管板结构.由于柔性管板应力状态复杂且各工况不同,难以用常规方法进行设计.基于有限元分析软件ANSYS,以入口端管板及其相连部件为研究对象,并取1/4整体结构及1/2壳程长度进行建模,对其进行温度场分析,得出管板各部分的温度分布,然后综合考虑压力与温度载荷的作用,分4种工况对管板进行详细的应力分析.温度场分析结果表明,各部位的实际温度均低于设计温度,绝热系统布置符合设计要求;应力分析结果表明,管板结构尺寸合理,各载荷工况下管板危险截面的应力强度均满足JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）要求.     

E-05换热器管束泄漏原因分析

E-05为浮头式换热器,管程介质为急冷油、壳程介质为工业水.实际运行中发现管束泄漏严重,高达38％,文中采用微观检测分析方法,找出换热管束泄漏的原因,结合工艺操作条件制定了行之有效的防腐蚀措施.     

开大孔的换热器管板厚度的近似计算方法

运用GB151—1999《管壳式换热器》中管板布管区面积相等的原则,将开大孔的环形管板转化为普通圆形管板进行近似计算,通过对开大孔的环形管板进行定性分析和定量计算以及应力校核,验证了开大孔的环形管板设计的可靠性、合理性与安全性。     

外取热器翅片管热应力分析及结构优化

由于外取热器壳程的烟气温度很高,使得翅片管温度梯度大,产生很大的热应力。通过调整翅片管不同的结构型式及取热强度,采用有限元方法对翅片管在温度及内压两种载荷工况作用下的15个结构模型进行了计算和分析,指出了设计时需要考虑的要点,从而为工程设计的结构优化提供技术参考。     

杆式防冲结构对管壳式热交换器性能的影响

传统防冲结构--防冲板因其结构简单、适用性强等优点应用非常广泛,但是防冲板的引入也带来了热交换器壳程压降增高以及热交换器综合性能系数降低等问题,通过对防冲结构进行改进以提高热交换器综合性能,减少其能耗损失具有重要意义。采用美国HEI设计中提到的防冲杆作为防冲结构,通过建立相应的物理模型,分别对加装防冲板和防冲杆作为防冲结构的管壳式热交换器进行数值模拟,比较2种不同防冲结构对壳程流场的影响。研究结果表明,在所研究的进口流速范围内,管壳式热交换器防冲杆结构相比于防冲板结构,壳程平均传热系数仅降低0.9%,壳程压降平均降低20.48%,综合性能系数提升23.35%。