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。它對整臺換熱器的安全性和經(jīng)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(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(chǔ)上，分析了管板的溫度場分布，并按照應(yīng)力分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)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(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。 通過強度分析表明，溫度載荷對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)力決定了整個管板系統(tǒng)的應(yīng)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