管殼式換熱器管板應力的三維有限元分析.pdf

1、管殼式換熱器是石油化學工業(yè)中最常見的設備。而管板是管殼式換熱器中最重要也是最復雜的承壓部件。它對整臺換熱器的安全性和經濟性有極重要的影響。 本論文在研究管殼式換熱器的兼作法蘭管板時突破了前人對管板分析時應用“等效管板理論”的局限，建立了包括殼體、管束在內的管板三維實體有限元模型，法蘭墊片用等效的均布比壓來代替。在此基礎上，分析了管板的溫度場分布，并按照應力分析設計標準JB4732-1995分析了管板在包括開工、正常工作和停車等過

2、程中可能出現的七種瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)操作工況下的強度狀況。 通過溫度場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該處換熱管的管程流體溫度，只在管板靠近殼程流體一側很薄的一層管板材料內溫度才接近該處附近殼程流體溫度。 通過強度分析表明，溫度載荷對管板造成了較大的熱應力，而且在溫度載荷及壓力載荷共同作用的工況，熱應力決定了整個管板系統(tǒng)的應力分布；本題研究的管板的危險工況不是發(fā)生在管程載荷、殼程載荷