换热器不同工况下管板的应力分析与评定

使用ANSYS Workbench分析管板在管壳式换热器4种工况下压力载荷对应力分布的影响规律,并对比分析了温度载荷对管板应力分布的影响程度。结果表明:存在温度载荷的工况中,管板非布管区域应力较小且分布均匀,在换热管连接处应力最大;温度载荷对管板应力分布影响很大,螺栓预紧力也会对应力分布产生影响。针对分析结果,将管板厚度由40mm减小至30mm后,管板应力依旧满足安全要求。     

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。     

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。     

浮头式换热器管板应力的直接计算方法

依据GB/T 151浮头式换热器管板计算模型,绘制了全新的计算参数曲线,给出了根据管子加强系数K和布管区当量直径参数ρ_t直接求解管板应力和换热管应力的直接计算方法。在工程实践中,可以通过此计算方法按管板实际有效厚度计算管板和换热管的实际应力,以便于对管板厚度进行工程评价。     

压力载荷作用对预应力换热器应力特性的影响

采用有限元数值模拟分析法对固定管板式换热器应力数值计算,考虑温度对材料参数的影响以及压力载荷的作用,探讨预应力换热器的应力特性。在正常操作工况下,讨论管程压力载荷、壳程压力载荷对管板应力的影响,并依据大量的模拟仿真数据总结得到压力载荷对管板的应力变化规律。对比美国ASME规范Ⅷ-2中的管板应力计算公式发现,压力载荷对管板应力的影响结果与管板应力计算公式中压力载荷的影响一致。     

氨冷器管板的应力分析设计

随着化工过程设备向大型化、复杂化、高参数化方向发展 ,作为压力容器零部件设计的常规设计方法受到了冲击 ,受压零部件的设计越来越多地利用应力分析来完成。通过对某厂氨冷器管板的分析 ,建立了管板应力分析设计的模型 ,阐述了管板应力分析设计的过程和方法 ,利用 ANSYS软件完成了该管板的应力分析设计 ,并对分析结果进行了讨论     

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。     

GB 151中浮头式换热器管板设计方法的理论依据及其应用

阐述了国家标准GB 151中浮头式换热器设计方法的理论依据。在此基础上,进一步给出了如何应用GB 151中浮头式换热器对应于最小管板设计厚度的公式与曲线,计算实际管板厚度下的管板应力和换热管应力的方法。通过一个实际算例,说明当管板的实际厚度与其最小设计厚度相差较多时,换热管中的应力可以大大降低。     

椭圆形管孔管板应力强度的有限元分析

为比较管板在不同形式管孔下的应力强度,分别在UG中建立了八分之一模型,即圆形开孔和椭圆形开孔的管板结构。在ANSYS中进行温度场和应力场的的分析。对计算结果进行分析,结果表明在本文计算工况下,圆形开孔的管板应力值与椭圆形开孔的管板应力值相比,其值很大且分布很不均匀,在管板中心布管区域的应力比较大,出现应力集中。而椭圆形开孔的管板,应力值普遍较低,应力的分布比较均匀。目前,所有的标准均是针对圆管的,这样的结果为工程实际应用提供了依据。     

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.     

固定管板式换热器管板的有限元分析

应用ANSYS软件对固定管板式换热器管板进行应力分析,得到管程压力,壳程压力和热载荷三个不同工况组合下管板的应力,并根据JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,管板的强度满足要求,此文的研究方法为同类型换热器安全评估提供了参考。     

预变形加载方式对预应力换热器性能的影响

通过建立由壳体、管板以及换热管等构成的固定管板换热器有限元分析模型,研究了不同的制造技术对预应力换热器性能的影响,探讨了给定温度场下,两种预变形加载方式对管板强度的影响,得到了管板与管子连接局部应力随预变形变化的规律。研究发现,两种制造技术得到的预应力换热器都能显著降低管子与管板连接局部的应力集中,而分段加载技术具有更强的适应性和经济性。     

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。     

基于热流固耦合的换热器温差应力分析

建立了某固定管板式换热器的热流固耦合仿真分析模型.首先以CFD方法计算得到换热器流体和固体温度场,然后将其作为热载荷对换热器结构进行热应力计算,着重分析管板与管子及壳体连接处的热应力分布.     

双管板换热器胀接装配工艺的试验研究

本文通过双管板换热器典型结构的胀管工艺试验研究,并选择合理的装配顺序,保证了管板的胀接强度及两层管板管孔的同心度和平行度,对类似设备的制造质量控制有着重要的参考价值。     

固定管板式换热器有限元分析及应力评定

利用有限元分析软件ANSYS,对某固定管板式换热器在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行分析,并对其危险截面作应力评定和强度校核。指出换热器应力分析应包括不同危险工况,并对不同危险部位进行分析与评定,这样才能保证其安全可靠地运行。     

关于TEMA管板校核计算方法的研究

管板是管壳式换热器中最重要也是最复杂的承压元件。对管板校核计算的基本理论以及所考虑的相关问题进行了阐述。对TEMA管板计算的流程进行了说明,并对计算中一些参数的定义和选取进行了深入的讨论,这对于正确理解和应用TEMA管板校核计算具有重要的意义。     

固定管板式换热器管板与换热管的可靠性分析

主要利用ANSYS有限元软件对固定管板式换热器管板与换热管进行应力分析,获得了该结构的应力强度分布图,可知该结构的最大应力强度发生在筒体与管板的连接处,最大应力强度为160.133 MPa。然后在应力分析的基础上,利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对该结构进行可靠性分析,经过分析获得了其在置信度为95%且初值极限状态Z〈0（Z=σs-σmax）,其中σs为材料的屈服强度,σmax为容器在使用过程中出现的最大应力）的情形下的概率平均值为3.264 8%,即说明容器的可靠度为96.735 2%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的分布图和输出结果参数的灵敏度图,通过此次分析证明了该固定管板式换热器管板与换热管结构是安全可靠的。     

核电站蒸汽发生器的化学清洗及现场经验

介绍了核电站蒸汽发生器三种化学清洗方法和现场化学清洗经验．国外电力公司认为,到目前为止,经化学清洗的６０多个核电站蒸汽发生器大多数都是成功的．用化学清洗方法清除管板上持续不断沉积的泥渣和清洗管子与支撑板间隙里的沉积物有明显效果．     

固定管板式换热器的温差热应力数值分析

建立由管板、壳体和换热管组成的有限元分析简化模型,利用通过CFD数值模拟得到的各个相应壁面温度数据拟合而成的温度-距离函数关系式,在ANSYS软件中对固定管板式换热器的换热管、壳体和管板表面加栽进行结构热分析,得到了温度分布模型。还将所得的节点温度作为热载荷加栽到结构时应点上计算换热器的整体温差热应力,着重分析管板与管子及壳体连接处附近的热应力分布,并给出了沿管板径向和厚度方向上的热应力变化曲线。