高參數(shù)換熱器管板熱應力分析模型及影響參數(shù)的研究.pdf

1、常規(guī)的管板設計方法是根據(jù)彈性殼體理論,用等效無孔實心板來代替多孔管板,采用比較簡單的公式、曲線、圖表進行設計計算,但是這些計算無法準確考慮管板溫度差引起的熱應力。目前常用有限元方法,通過施加溫度載荷和對流載荷計算得到管板的溫度場,進而求出管板的溫差應力,但計算結果的準確性一直是許多研究者關注的問題。
　　 本文采用有限元方法,以U型管式換熱器管板為例,分別按給定管板表面溫度(施加溫度載荷)、給定流體溫度和傳熱膜系數(shù)(施加對流載荷

2、)、包含溫度場在內的流固耦合(流固耦合分析)三種分析模型計算得到管板的溫度場,進而對比分析了不同模型對管板溫度場和熱應力場計算結果的影響,為管板的熱應力場計算方法的選擇提供了參考。
　　 為了研究管板的結構尺寸、流場特性等因素對管板熱應力的影響,本文采用流固耦合分析模型,分析研究了這些參數(shù)對管板溫度場和熱應力場的影響。結果表明,隨著厚度的增大,溫度梯度在管板的中間部分區(qū)域有所減小,即溫度變化越來越平緩,管板的總應力呈減小的趨勢。