KLQ型換熱器非標法蘭封板強度的有限元分析.pdf

1、管殼式換熱器是進行熱交換的通用工藝設(shè)備。廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力、輕工、冶金、原子能、造船、航空、供熱等工業(yè)部門中。特別是在石油煉制和化學(xué)加工裝置中，占有極其重要的地位。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，熱交換器技術(shù)的研究必須滿足各種情況特殊而又條件苛刻的要求。 近年來，由于各種工藝的要求，工程中經(jīng)常出現(xiàn)非標法蘭封板的管殼式換熱器，前人對各種類型的管板的研究已經(jīng)很詳盡，但是對于封板兼作法蘭的研究很少。我國的GB150-19

2、98《鋼制壓力容器》和ASME對平板的強度設(shè)計作了有關(guān)規(guī)定。但是對于圓平板開孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計還存在需要深入研究的問題。由于本課題涉及到的管殼式換熱器是非標設(shè)計，因此不能用常規(guī)的設(shè)計方法。為此，本文應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)值計算方法對KLQ型換熱器非標法蘭封板的應(yīng)力結(jié)構(gòu)進行了分析研究，著重對換熱器溫度場及不同工況下的應(yīng)力強度進行分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)根據(jù)模型的結(jié)構(gòu)特點，采取適當(dāng)簡化，采用通用有限元軟件ANSYS程序?qū)Ψ菢朔ㄌm封板建立

3、了合理的有限元模型，分析對流換熱和熱傳導(dǎo)通過溫度場分析得到了封板模型的溫度場分布規(guī)律。 (2)對溫度載荷作用下的工況進行熱應(yīng)力分析。溫度載荷引起的熱應(yīng)力在換熱器設(shè)計中是不可忽視的一大因素，由于三種不同材料的熱膨脹系數(shù)存在差異，在它們相連接的地方，出現(xiàn)了應(yīng)力強度值的突變。在安全評定中，溫度載荷工況是安全的。 (3)對殼程壓力作用下的工況進行應(yīng)力分析；對溫度和殼程壓力共同作用的工況進行應(yīng)力分析。依據(jù)JB4732-95《鋼制壓