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《方瑛ansys作业-换热管的热分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、有限元法——原理.建模即应用实验报告学院:机械电子工程学院指导教师:杜平安教授学生及学号：方瑛201121080235问题描述:3第一部分换热管节点温度分布4―、启动以及初始化设置4二、定义单元类型及材料属性5三、建立几何模型8四、生成有限元模型13五、加载以及求解温度分布19六、查看温度分布的结果（后处理）22第二部分换热管节点应力分布24一、改变分析类型24二、转换单元类型，设置材料属性25三、施加结构分析载荷及求解26四、查看计算结果31五、结果分析34稳态传热条件-卜'换热管的热分析壳程与
2、管程温差对换热管热应力的影响机械电子工程方瑛201121080235问题描述：本文利用ANSYS12.0软件对稳态传热条件F换热管的热应力进行分析，，某单程换热器的其中一根换热管和与其相连的两端管板结构，壳程介质为水蒸气,管程介质为液体操作介质,换热管材料为不锈钢，膨胀系数为16.56xlO-^C-1,泊松比为03弹性模量为1.72x105MPa,热导率为15.1W/(m2•T"1)；管板材料也为不锈钢，膨胀系数为17.79xlO-^C-1,泊松比为0.3,弹性模量为1.73x105MPa,热导率
3、为15.1W/(m2-°C)；用ANSYS软件模拟当壳程压力为5.6MPa,管程压力为4MPa；管程液体温度恒为200°C,管程表面传热系数恒为426W/(m2.°C)的条件下，壳程水蒸气温度从210弋以10弋为梯度递增到280弋的过程屮，换热管热应力的变化情况，进而分析壳程与管程温差变化对换热管热应力的影响规律。表一为利用热力学的相关知识计算得出的壳程水蒸气温度变化时对应的壳程表面传热系数的数值。表一：壳程温度及对应的表面传热系数壳程温度(°C)210220230240250260270280壳
4、程表而传热系数(W/(m2-°C))14051701207925163059373145395575换热管内径为0.0121m,外径为0.01905m,管板厚度为0.05m,换热管长度为0.35m,管板长和宽均为0.026m,其结构如图1所示。图1换热管的结构由上述结构分析可知，由于其结构、约朿以及载荷都具有对称性，因而只需要取其四分之一进行分析。第一部分换热管节点温度分布一、启动以及初始化设置1、建立一个文件夹：在电脑合适地方建立一个文件夹用来存储ANSYS文件,取名为“方瑛ANSYS大作业”。
5、2、启动ANSYS：Start—>Programs—>ANSYS13.0—MechanicalAPDL(ANSYS)3、定义工作文件名：执行UtilityMenu―File—ChangeJobname命令,弹出ChangeJobname对话框，如图2所示。在弹出的对话框屮输入Pipe-thermal,单击0K按钮。2ChangeJobname对话框4、定义工作标题：执行UtilityMenu^File^ChangeTitle命令，弹出ChangeTitle对话框，如图3所示。在弹出的对话框屮输入T
6、emperatureDistributioninheat・exchangepipe,单击OK按钮。图3ChangeTitle对话框5、关闭坐标符合的显示：执行UtilityMenu—PlotCtrls/WindowControls/WindowOption命令,弹WindowOption对话框。在Locationoftriad下拉列表屮选择NotShow选项，单击OK按钳。二、定义单元类型及材料属性1、定义单元类型执行MainMenu—Preprocessor—ElementType—>Add/E
7、dit/Delete命令，弹出ElementType对话框。单击Add按钮，弹出LibraryofElementType对话框。在左右列表屮分别选择Thermalsolid和Brick20node90选项,如图4所示。单击0K按钮。图4LibraryofElementType对话框2、设置材料属性执行MainMenu—Preprocessor—MaterialProps—MaterialModels命令，出现如图5DefineMaterialModelsBehavior对话框。在Materia]M
8、odelsAvailable下面的选项连续点击Structural—Linear—Elastic—Isotropic,出现LinearIsotropicPropertiesforMaterial1对话框，如图6所示，在EX后面输入1.73ell,在PRXY后而输入0.3,单击OK按钮；然后再次连续点击ThermalExpansion—SecantCoefficient—Isotropic,岀现女口图7所示的对话框，在ALPX后面输入17.79—6,单击OK按钮；然后再次连续点击Th
