换热器管板均匀胀接时适宜开槽宽度的研究

《换热器管板均匀胀接时适宜开槽宽度的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、试验研究换热器管板均匀胀接时适宜开槽宽度的研究!"#$%&#$’(’)*$+#,’)-.’’/0"’)1($)’.%23!45&(+0+67809#780",00#:’$(#"华东理工大学郝俊文李培宁上海何氏科技研究所胡振伦本文通过简化力学模型，研究了换热器管板开槽宽度与密封压力的关系，认为密封压力是由槽尖端的接触压力决定的，在此基础上，研究槽宽与槽尖端接触压力的关系。结果表明，存在一槽宽，使得接触压力达到最大，密封压力达到最大；考虑到开槽深度对管板刚度的影响，对槽宽进行了修正，推荐槽宽的取值范围。关键词：换热器均匀胀接开槽宽度开槽深度

2、封的作用，需要承受轴向力。拉脱力和密封性能是符号说明胀管的两个重要的质量指标。拉脱力和密封性能是!———管壁的挠度；通过提高残余接触压力来达到的，开槽可以有效地!!———管子在压力!作用下自由膨胀时的径向位移；提高拉脱力和密封性能，在文献［<］中，规定管!;———对应槽中点管壁挠度；板的槽宽为>%%，详细规定见表<和图<。液压等"、"#$、"%———分别为开槽宽度、槽宽上限、推荐槽宽的一半；均匀胀管过程中采用传统的槽宽，不能达到满意的&、&’、&(———分别为管子的中径、外径、内径；胀管效果。为此，-@

3、———线性强化模量；式，可以采取较宽的槽宽，但没有推荐槽的宽度。*———管子任意截面的剪切力；表<管板开槽深度［<］（%%）+———开槽宽度；换热管外径=，>C?A，AD*"———管子位于约束端截面的剪切力；,、-、%、.<、.=、.>、.?———分别为系数；槽深+不开槽;EA;EF;EC/"———管子位于约束端截面的弯矩；国内外的研究表明［=9D］，适当加大槽宽="，!———管子的内压；可以提高密封压力和拉脱力。:&/&+［=］等在进行了0———管子的刚度；1———管子壁厚；大量的试验后，得到="G

4、+$H0［>］等"!———管子与管板孔壁接触后，为使管段陷入槽内而人的研究支持了这一观点，给出="G（）2,之间，这里,G">（<9#=）2&1，列管式换热器的管子与管板接头起着连接与密对于钢材，取#G;E>，则="G（>）·==·第)/卷第0期压力容器总第)+-期［&］等在总结了前人工作的基础上，给!!"；!"#$%%出槽宽为’#()*)!（!+,!$）"

5、()*)!’!"")*&&!!"。通过试验研究，文献［-］认为槽宽应在’#(（)*-.)*/）!!"之间选取，并通过有限元进行了验证。针对直径为’&.’&*011的换热管，大量的论文和试验报告给出了不同的结果，但范围基本上在-.)211之间。这主要是通过试验得到的。图)管板开槽型式图’胀管过程中管子的变形示意图（3）开始胀接时；（4）管子外壁与管板孔壁刚开始贴合；（5）继续施压，管子陷入槽内本文通过简化的力学模型，提出胀接时接头的用。轴向力忽略。密封压力决定于开槽尖角与管壁间的接触压力，以此为出发点，分析了该接触压力与管板开槽宽度之间的

6、关系，得到了对应于最大接触压力的槽宽，作为设计时的上限值，考虑到生产实际，推荐了槽宽的取值范围。’力学简化模型图’为管子与管板接头的受力状态和变形过程，本文侧重分析图’中由（4）到（5）管子的变形过程。分析为了分析方便，将图’（4），（5）状态下中管子在管板开槽段简化为两端固支约束的受内压的管段。先不考虑管板，认为开槽宽度足够深。如图2所示。图2管子的力学简化模型由对称性知，在胀接内压作用下，管段在两约束端受到大小相等的弯矩、接触压力剪切力，分别记为%#&和’#&。建立坐标系，(轴与管段轴线重合，)轴为半径方向，位置在管段中央，与(轴相

7、交于原点*。用垂直于管段轴线的平面将管段截为两部分，如图0（3）所示，’为截面单位弧长上的剪力，%为截面单位弧长上的弯矩，当((6#时，管段图0管段受力分析截面上的剪力记为’#，弯矩记为%#，显然，’#在力学分析中，作了以下假设：与’#&，%#与%#&为两对平衡力，大小相等，方向（)）假设轴向力为+，如图0所示；相反。在该管段上截取轴线方向为单位长度，环向（’）假设管子为线性强化材料，强化段的斜率为7!的微元，如图0（4）所示。该微元除了受到为,+；剪力的作用外，还受到径向力+和环向力"!的作（2）在胀管过程中管子外壁接触管板孔内壁之·

8、’2·;<=>换热器管板均匀胀接时适宜开槽宽度的研究=2?"+@A2!#))"前已经屈服，且加载过程中没有卸载；可求得（!）根据假设"，该微元的轴向应力忽略不-./’$12-(’$412-’$-./(’$!