国产大型环氧乙烷反应器整体结构应力分析

针对国产大型环氧乙烷(EO)反应器整体结构展开研究,应用ABAQUS有限元软件,建立三维实体结构模型,分析了EO反应器在稳态运行工况以及开停车阶段可能出现的6种工况下整体结构的温度场及应力分布。结果表明:稳态运行时,靠近壳程侧管板沿厚度方向存在较大的温度梯度;在管板与管箱连接处、管板与换热管连接处及管箱过渡圆角处存在较大的应力;开停车工况下整体结构强度均在允许范围内。     

关于管板结构的数值分析设计

针对管子与管板以胀接和焊接形式连接的管板结构,采用有限元方法计算了在壳程压力作用下的挠度和应力,并拟合为管板半径、厚度和压力的函数。结果表明:由于管子的支撑作用,管板的挠度和应力对管板的半径和厚度的变化并不十分敏感;有限元分析得到的管板应力不足按常规设计标准计算所得管板应力的一半,这表明,虽然在换热器设计标准中管板的设计计算考虑了管子的一定支撑作用,但实际的支撑效果更大,若采用基于有限元法的分析设计法,仍然可以降低换热器的管板厚度;与焊接结构相比,胀接结构更有利于提升开孔管板的强度与刚度。     

双管程薄管板换热器实验应力分析

本文介绍了双管程带有Ｕ型膨胀节约薄管板热热器的应力测试结果及典型应力分布曲线。探讨了多管程结构以及换热管与管板焊接的焊缝对管板应力状态的影响。指出多管程管板难以简化成轴对称问题进行处理，且其承载能力比单管程管板低。     

大体积混凝土结构温度效应及收缩应力精细有限元分析

为了研究大体积混混凝土结构的温度效应及温度收缩应力,结合武汉市某住宅楼工程筏板基础底板,运用有限元软件ANSYS对三维瞬态温度场及温度收缩应力进行数值模拟分析,分别模拟了武汉市冬夏季该筏板基础底板的瞬态温度场及温度收缩应力,以及不同厚度的混凝土筏板基础在混凝土浇筑过程中冬夏季混凝土开裂情况.结果表明:冬季混凝土浇筑第四天,混凝土筏板基础上表面混凝土主拉应力大于混凝土抗拉强度,导致混凝土开裂;夏季混凝土筏板基础由于混凝土表面最大主拉应力小于混凝土抗拉强度,混凝土不会开裂.     

锅炉结构及管板强度分析

对锅炉结构进行有限元弹塑性计算,重点分析了管板、人孔周边及强度薄弱区域应力、位移分布,为锅炉结构及管板的合理设计提供了可靠的理论依据.     

锅炉结构及管板强度分析

对锅炉结构进行有限元弹塑性计算,重点分析了管板、人孔周边及强度薄弱区域应力、位移分布,为锅炉结构及管板的合理设计提供了可靠的理论依据     

用沥青砼罩面的碾压砼路面板温度应力分析

根据用沥青混凝土罩面的碾压混凝土复合式路面结构温度场分析结果，用三维有限元法分析用沥青混凝土砼罩面的碾压混凝土路面板温度应力，探讨沥青混凝土罩面层厚度，碾压混凝土线胀缩系数，板长和板厚对温度应力的影响。文中最后给出了用沥青混凝土罩面的碾压混凝土板温度翘曲应力系数，可供工程设计参考。     

甲醇合成塔管板有限元分析及优化

借助ANSYS软件,对甲醇合成塔的7种工况进行应力分析和安全评定,并通过改变管板与壳体连接过渡圆角对管板进行优化分析.结果表明,最大等效应力均出现在几何形状不连续处;热应力是影响管板应力的主要应力,由于热应力的影响,含温度载荷的工况等效应力数值较大;对7种工况进行应力评定,评定结果均为合格;并针对工况5通过改变过渡圆角半径进行优化,明显改善了管板的应力分布状况.所得结论对甲醇合成塔的应力评定和优化分析有一定的参考价值.     

管板接头残余应力的数值模拟计算及测试

利用有限元软件ABAQUS进行换热器管板焊接接头残余应力数值模拟,获得了管板焊接接头径向和环向残余应力的计算数值.结果表明：最大径向残余应力出现在相邻角焊缝间的热影响区;环向残余应力最大值则位于焊缝根部焊趾,而实际使用中焊趾与换热介质直接接触,易造成换热管与管板连接处的应力腐蚀开裂.通过X射线衍射法测量了管板接头焊后、先焊后胀两种工艺热影响区的环向残余应力值,发现制造过程中采取先焊后胀的方法不但减小了换热管与管板的间隙,还使焊后残余应力值下降,甚至应力形成从拉应力转变为压应力,降低了管子与管板之间发生应力腐蚀的可能性.对比焊后环向残余应力的计算值与实测值,二者变化趋势一致.     

U型或浮头式换热器管板中的热应力及其主要影响因素研究

采用有限元法研究了U型或浮头式换热器管板中的热应力，并考察了管板厚度及管壳程对流换热系数的影响。研究结果表明，对于U型或浮头式换热器，管板内仍存在较大的热应力，这是由于管板上换热管中热量传递造成的，并且当管板较厚时这种应力更为突出；在管程走热流体时，管板两侧表面存在拉伸热应力，降低管板厚度可以有效地降低由热载荷引起的管板壳程侧表面热应力，壳程侧表面热应力可由40 MPa降至-13 MPa；壳程传热系数对管板温度场的影响明显，在换热器设计中使对流换热系数较低的介质走壳程有利于降低管板的热应力。     

烃化补充加热器高压球底组件有限元应力分析与结构优化

在石油化工等领域中,随着烃化补充加热器结构趋于大型化和高工作压力方向发展,烃化补充加热器球底组件结构的应力强度分布和结构设计的合理性有待进一步的验证或优化。文章针对某型烃化补充加热器,应用有限元分析计算方法,计算分析高压球底组件的应力分布,依据JB4732、GB150和GB151国家标准的应力评价规范,进行结构设计合理性评价;针对结构设计上存在的不合理现象,最后应用有限元分析计算方法进行一定的结构优化设计,重新进行结构设计,使换热器的综合性能得到了提高。为企业完善设计规范,提高产品的设计质量和设计效率,降低设计生产制造成本打下了良好基础。     

固定管板式热交换器应力分析

 管壳式热交换器因其可靠性高、适用性广泛成为很多工业部门中应用最广的热交换器。常规设计采用GB 151—1999《管壳式换热器》中当量等效近似方法,该当量等效力学模型和实际结构存在较大差异,尤其对于大型高参数热交换器,若无法应用常规设计方法,必须进行分析设计。有限元方法是最常见的分析设计方法。本文应用ANSYS通用有限元软件,对某实验台用热交换器建立了有限元模型,模型分别采用实体单元和梁、壳单元对固定管板式热交换器的壳体、管板和换热管所构成的固定连接结构进行了应力分析研究,以及温度载荷和压力载荷同时作用下的有限元分析。在实验台上进行与有限元分析中引用载荷相同的温度和压力载荷进行实验,并将实验结果与有限元分析结果进行比较,研究表明采用梁、壳单元或实体单元均能获得较精确的结果。考虑到热交换器的建模难度、工程精度需求和计算时间,对于大型高参数热交换器有限元分析采用梁、壳单元进行模拟,既可保证计算精度,又可降低建模难度,是切实可行的处理方法。     

换热面裕量对再生式换热器热工特性的影响分析

再生式换热器由再生段和冷却段共同构成,凭借再生段的加入,再生式换热器有助于减小换热器承受的热应力以及回收部分热量,而广泛应用于研究型反应堆的各试验回路中。在再生式换热器设计中,通常会对换热面积保留一定的裕量以应对换热管破损、阻塞以及工况波动等情况发生。结合再生式换热器的结构特点,在不利因素未发生时,将设计裕量效果计入实际的换热中,分析不同的设计裕量对再生式换热器理论运行功率、流质流量以及出口温度等的影响。分析结果表明,再生式换热器的理论运行功率随着冷却段设计裕量的增加而逐渐增加,而随着再生段设计裕量的增加而逐渐减小。再生段及冷却段设计裕量对再生式换热器的功率调节跨度影响不大,但再生式换热器的理论功率调节区间在再生段设计裕量增加时会逐渐下移,而在冷却段设计裕量增加时会逐渐上移。要克服再生段裕量对运行功率带来的不利影响,可以选择增加相应的冷却端设计裕量以及加大二次水流量。再生式换热器运行于功率调节下边界以下时,再生段保持一定设计裕量有利于一次水的流量更为接近设计流量。鉴于分析的结果,对于处于稳态试验回路中的再生式换热器,建议再生段裕量小于10%以满足设计功率,而对需要具备降功率运行的再生式换热器,建议可以取较大的再生段裕量以减小一次水流量的波动。     

全焊接板壳式换热器入口处温度的数值模拟

以计算流体力学的FLUENT软件为工具,在全焊接板壳式换热器整体温度分布数值模拟的基础上,对过热蒸汽入口处的板束温度分布进行了分析.研究了入口处的质量流速、入口直径与板束间温差应力的关系.结果表明:在设计时,开孔率在70%左右较为合适,质量流速应在保证工艺要求的情况下尽可能减少.这对解决全焊接板壳式换热器入口处温差应力过大导致的破坏问题具有一定的参考价值.     

基于共轭传热计算的换热器热应力分析

次级换热器属于机载环控系统的主要附件,负责冷却涡轮压气机后的高温高压空气。为了分析某次级换热器服役过程中产生的热应力,首先对其传热与流动进行数值模拟,建模时针对产品的结构特点划分为周期性单元以及侧板单元两类计算模型,并提出将周期性单元的周期边界结果传递到侧板单元中作为约束条件的数值模拟策略,通过侧板单元中的共轭传热计算得到了结构上的温度分布;然后对换热器整体进行分析,在侧板结构上加载所获取的温度场结果并设置其他约束条件得出热应力分布。对比实验数据发现,数值模拟结果误差均在10%以内,共轭传热数值模拟策略在航空换热器热应力分析中的有效性得到了验证。     

三种常用换热器的比较

文中对管壳式换热器、板式换热器和板壳式换热器从结构和性能方面进行了简单比较,结果表明：板壳式换热器结合了管壳式换热器高温高压和板式换热器结构紧凑及传热系数高等优点,更具应用前景。     

冷凝式燃气热水器级间连接段流场分析

通过对冷凝式燃气热水器内部烟气流场的分析,提出了用收缩烟道连接冷凝式燃气热水器的两级换热器,并在冷凝段下方布置带孔斜板收集冷凝水的新型结构,用数值模拟方法对级间连接段的流场进行了研究。研究发现,收缩段的结构对冷凝式燃气热水器的性能有重要影响,其斜板的倾角和板上孔的分布以及换热管的排列存在着最佳结构,采用该结构的收缩段,可以使烟气以较高的速度均匀地流过冷凝换热管,从而有效地提高其换热效率。     

硫磺回收冷凝冷却器腐蚀原因分析及防腐对策

对某炼厂硫磺回收装置中冷凝冷却器的腐蚀状况进行了分析 ,其腐蚀原因包括应力腐蚀、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、露点腐蚀、酸腐蚀、硫化腐蚀等。由此应采取相应的防腐对策 ,例如 :改进换热管与管板的连接结构 ,进行不锈钢焊后处理 ,进行合理的防腐设计 ,选用耐蚀性能好的材料 ,进行工艺防腐     

程控钠离子交换器的特点及其技术突破

电脑程控钠离子交换器的研制成功,特别在几个关键技术问题上的突破,使国内自动交换器安全可靠性及自动化程度提高一个新水平,本文从钠离子交换器,程控多路阀的结构及密封体系,操作方式,溶配盐液系统等关键技术上,对程控钠离子交换器的技术突破进行了论述。     

轿车柴油机用EGR冷却器内部温度场分析

针对某型轿车用柴油发动机EGR冷却器,建立了冷却水通道和废气通道两种计算模型,运用CFD数值模拟方法分析了EGR冷却器内部温度场的分布。研究结果表明,冷却水入口结构、废气通道内翅片均对温度场分布产生了不同程度的影响,从而影响EGR冷却器的传热效率。