超超临界硬质密封复合阀阀体温度场和应力场模拟研究

利用ANSYS有限元分析软件对超超临界硬质密封复合阀在不同高温高压工况下进行模拟分析。得出该复合阀阀体在不同高温高压工况下温度场,热应力场和压应力场的分布情况。结果表明该阀侧阀体与管道连接出口处所受的温度梯度,热应力梯度和压应力梯度均为最大,是整个复合阀阀体薄弱点。因此对侧阀体出口处的数据监控以保证复合阀安全的运行尤为重要。为该阀门的设计和运行提供较为重要的参考。     

浅谈化工工程实践中高压Y型截止阀的选型、安装方向与管道介质流向的关系

在化工行业中,截止阀安装时其阀体上标注的流向一般会默认与所在管道的介质流向一致。在高压管道中,高压Y型截止阀的安装方向是否有特例呢?本文通过分析高压Y型截止阀结构形式,并结合炔醛法制1,4-丁二醇工艺中31MPa高压合成工序的两个工程案例,指出高压Y型截止阀安装方向并不一定与所在管道介质流向一致,应根据阀门的选型,并结合阀门关闭时的承压状态,确定阀门的安装方向。     

高温高压直角截止阀温度场模拟及分析研究

高温高压直角截止阀由于开闭过程中密封面之间摩擦力小,比较耐用,开启高度不大,制造容易,维修方便,不仅适用于中低压,而且适用于高压,已成为工业上使用最广泛的一种阀门。本文主要利用商用有限元软件ANSYS,模拟研究了工业用高温高压(1800 K～1900 K,2 MPa～6 MPa)直角截止阀的关闭和开启状态时,流体介质、阀体和阀芯的温度场分布。研究发现,尽管1.6 m/s的循环冷却水,可以较好的冷却关闭状态下高温高压截止阀的整体温度,绝大部分温度均接近于室温(包括阀芯内壁),介质入口处最高温度也只有492.3 K。反观开启状态下,阀芯和阀体的温度场和峰值温度均明显升高,最高可达1350 K,阀芯内壁温度也明显高于室温。因此,为保证开启状态下截止阀在高温高压环境中,可靠稳定工作,建议适当提高循环冷却水的流速,并适当增加阀体和阀芯的壁厚。此外,由于截止阀每周期内关闭时间较长(达4～6小时),为降低冷却成本,避免浪费能源,应对循环水冷却系统进行智能控制,当截止阀处于关闭状态时,可实现周期性降低循环水流速,满足不同阶段的冷却需求。     

热应力对管道的破坏及预防措施

热力系统管道在交变温度作用下会产生交变热应力 ,在热应力集中区造成金属疲劳 ,当疲劳达到极限时将产生裂纹。本文就热应力对管道的破坏提出处理及预防措施。     

高温气冷堆蒸汽发生器管板温度场与应力场分析

针对高温气冷堆蒸汽发生器管板组件模型使用WORKBENCH进行热应力分析,采用直接耦合应力方法计算管板应力分布。结果表明:管板分程隔板两侧的温度场分布具有一定的相似性;管板的最大应力出现在与壳体接触的边缘处;传热管在与管板接触的部位产生了明显的应力集中现象。     

全焊接球阀球壳与筒体连接处的应力分析

全焊接球阀球壳与筒体连接处在受到内压和密封力时,其截面是危险截面,存在应力集中,通过"分析设计"准则对阀体危险截面的应力进行分析,确定了应力与壁厚的关系,并对所得结果进行应力分类评定。在满足各类应力强度的条件下,确定了阀体壁厚,保证了阀门使用的安全性。     

埋地热油管道弯管的热应力分析

在压力载荷与温度载荷的双重作用下,埋地热油管道极易发生爆管、泄漏等安全事故,在弯管处尤为突出。基于热-力耦合分析系统,对弯管的热应力进行仿真分析,通过改变内压载荷、介质温度及管外土壤环境来分析热应力的变化规律。结果表明:管道弯管热应力主要集中在外侧大弧面区;随着管道内压的增加,弯管的热应力及变形呈线性增长,增长系数分别为0.019和0.02%;随着管道内油流温度升高,弯管热应力与变形逐渐增大且热应力增加的幅度较大;随管外土壤温度升高,弯管热应力与变形均增加,但变形较为明显。     

管道应力及固定点受力分析

在化工施工图设计中 ,保证管道所受的荷载在管材所允许的安全范围中 ,是化工管道设计中的一个重要环节。作用在管道上的荷载除了外力 ,受固定点和相连设备的制约而产生热应力。当热应力超过许用应力时 ,会造成管道焊缝破裂、设备本体受损、支座破损等一系列事故 ,因此 ,管道的热应力计算显得尤为重要。为保证管道在工作状态下的稳定和安全 ,减少管道受热膨胀时所产生的应力 ,管道上每隔一定距离应设固定点及热膨胀的补偿装置并进行应力分析 ,以确保管道应力 ,对固定点的推力 ,力矩在作用范围内。管道上的应力一般分为一次应力、二次应力和峰…     

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。     

基于AWE的阀体强度分析与结构优化设计

在ANSYS Workbench集成平台下,建立阀体结构的有限元分析模型,分析阀体结构的强度,得到了阀体等效应力的分布,进而找出了结构的薄弱环节。从阀体安全、可靠和经济的角度出发,针对阀体应力集中的现象,采取以阀体集中应力处的最大等效应力为目标函数,结合阀体壁厚和阀体流道壁厚进行有限元分析和优化设计,同时结合应力敏感度分析,为提高阀体强度提出指导意见,得到了理论最优的阀体结构尺寸。