管殼式換熱器管板應(yīng)力的三維有限元分析.pdf

1、管殼式換熱器是石油化學(xué)工業(yè)中最常見(jiàn)的設(shè)備。而管板是管殼式換熱器中最重要也是最復(fù)雜的承壓部件。它對(duì)整臺(tái)換熱器的安全性和經(jīng)濟(jì)性有極重要的影響。 本論文在研究管殼式換熱器的兼作法蘭管板時(shí)突破了前人對(duì)管板分析時(shí)應(yīng)用“等效管板理論”的局限，建立了包括殼體、管束在內(nèi)的管板三維實(shí)體有限元模型，法蘭墊片用等效的均布比壓來(lái)代替。在此基礎(chǔ)上，分析了管板的溫度場(chǎng)分布，并按照應(yīng)力分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JB4732-1995分析了管板在包括開(kāi)工、正常工作和停車(chē)等過(guò)

2、程中可能出現(xiàn)的七種瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)操作工況下的強(qiáng)度狀況。 通過(guò)溫度場(chǎng)分析得到管板上溫度的分布規(guī)律為：在管板的布管區(qū)，管板大部分的厚度上溫度接近流經(jīng)該處換熱管的管程流體溫度，只在管板靠近殼程流體一側(cè)很薄的一層管板材料內(nèi)溫度才接近該處附近殼程流體溫度。 通過(guò)強(qiáng)度分析表明，溫度載荷對(duì)管板造成了較大的熱應(yīng)力，而且在溫度載荷及壓力載荷共同作用的工況，熱應(yīng)力決定了整個(gè)管板系統(tǒng)的應(yīng)力分布；本題研究的管板的危險(xiǎn)工況不是發(fā)生在管程載荷、殼程載荷