含裂纹石墨管振动研究

利用断裂力学和振动力学理论,借助有限元方法,研究含半椭圆裂纹石墨换热管的振动特性.首先,通过C 编程实现了对环形截面裂纹应力强度因子的积分运算,导出含裂纹梁单元的刚度矩阵,继而用Matlab计算了含裂纹管的振动特性.对列管式换热器的振动监测与诊断研究具有一定的参考意义.     

新型废热锅炉高低温管板应力数值分析

利用大型有限元程序ANSYS的参数化语言,对新型高低温管板模型和两种不同厚度的平板模型,进行了多种工况的应力分析.通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,对于管板的寿命延长和安全运行提供了一定的理论依据.     

杆支撑换热器壳程的单元流道模型及流场分布

提出了一种杆支撑换热器壳程的代表性“单元流道”模型,使结构复杂的管壳式换热器数值模拟更加简便而高效,数值分析得到了杆支撑换热器壳程中心区域的单元流道流场、压力场和温度场分布细节信息,为杆支撑换热器的结构完善和研究强化传热机理奠定了理论基础。     

某合成氨厂氨合成工段换热网络的模拟与优化

降低化工过程系统用能的手段之一就是应用系统能量综合技术,对整个系统进行用能的分析及调优,确定整个换热网络最佳的流程结构,在满足过程工艺物流初、终温要求的基础上,使其具有最少的设备投资费用和操作费用.基于夹点设计为主要方法,以年平均费用最小为目标,利用化工模拟软件SIMSCI HEXTRAN对某大型合成氨厂氨合成工段进行模拟,发现传热温差较大,用能状况有不尽合理之处,提出改善建议,并给出优化结果.     

含半椭圆裂纹石墨换热管动力特性计算

利用有限元方法,研究了含半椭圆表面裂纹石墨换热管的动力特性,计算了单裂纹、多裂纹以及不同位置裂纹等多种工况下的频率和振型。采用插值法计算了环形截面半椭圆表面裂纹的应力强度因子,通过对裂纹面积分求出裂纹引起的附加应变能,导出含裂纹单元体的刚度矩阵,继而应用有限单元法在Matlab环境下编程计算出该裂纹管的动力特性。     

混沌流翅片防结垢研究

针对板翅式换热器存在的结垢问题,采用新型混沌翅片来改变流道内的流动状态,利用数值计算的方法获得混沌翅片形成流道的RTD(Residence Time Distribution)曲线,直观地测定了流道死区、活塞流及全混流各部分所占的体积分数,得出了Pe数并分析了其对结垢的影响。结果表明,随着周期的增加,混沌翅片流道内的死区体积减少,活塞流体积增加,Pe数也增大,有利于流道抗结垢。通过对比,证实了混沌翅片在板翅式换热器防结垢中的工程实用价值。     

换热设备CAD图形系统集成方法探讨

针对换热设备CAD软件的图形系统集成问题，利用面向对象的分析与设计方法，从换热设备的实际结构出发，对其进行面向对象的建模，并以C＋＋编程实现了其图形系统集成，实践证明，这是开发CAD软件、实现图形系统集成的一条行之有效的途径。     

螺旋折流板换热器局部流场和温度场的数值研究

建立连续螺旋折流板换热器和四分螺旋折流板换热器模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究螺旋折流板换热器局部流场和温度场的分布规律,并采用耗散原理对两种折流板结构下换热器的综合性能进行对比研究。结果表明,以耗散分析为指标的评价标准同以换热器综合性能为指标的评价标准具有一致性。相同的壳程流量下,同四分螺旋折流板换热器相比,连续螺旋折流板换热器耗散值较小。两种折流板类型的换热器局部流场和温度场分布均呈现出相同的规律,壳程中心部位,换热管壁面传热系数最高,沿壳体径向,流体螺旋流动状态和换热管壁面传热系数均呈现先减小后增加的现象。同连续折流板相比,折流板的不连续性在小流量下能够促进壳程中心部位的局部传热,当流量增大到一定程度则表现为减弱壳程中心部位的局部传热。计算结果为改进螺旋折流板结构形式提供了理论依据。     

花瓣孔板纵流式换热器的研发及试验研究

提高纵流式换热器在较低雷诺数下的传热效率,关键是改善换热器的管束支撑结构。为了解决现有杆式支撑流通面积大、扰流作用不足以及孔板式支撑结构复杂、加工困难的问题,在对折流杆和孔板支撑进行结构和性能分析的基础上,开发了一种结构相对简单的花瓣孔板支撑,并建立了纵流式换热器的试验模型和试验装置。通过对花瓣孔板与折流杆两种换热器进行对比试验,结果表明：在雷诺数Re=1900～7500范围内,二者的总传热系数K都随着雷诺数Re的提高而增大,花瓣孔板换热器比折流杆换热器的总传热系数K平均提高约40%,但压降稍大。可见,花瓣孔板换热器在较低雷诺数下具有良好的传热和压降综合性能,并且花瓣孔板的结构简单、制造方便。相邻两块花瓣孔板交错布置可实现换热管的全方位约束,因而具有良好的防振和抗振能力。     

换热设备零部件 CAD系统的研究与开发

采用Windows2000操作系统和AutoCAD2000为支撑平台,在Visual C 6．0开发环境下,利用面向对象的思想和参数化图形技术开发ObjectARX应用程序,研究了换热设备零部件CAD系统所采用的关键技术以及系统的实现方法。该系统包括零部件设计、校核及自动绘图等功能模块,各部分功能模块既相互独立又相互协调支持,集成一体。通过工程应用证明系统的运行良好,为同类产品CAD系统的开发提供了思路。