某型号换热器回程水室应力分析及强度校核.pdf

《某型号换热器回程水室应力分析及强度校核.pdf》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、第44卷第2期当代化工Vo1．44，No．22015年2月ContemporaryChemicalIndustryFebruary，2015某型号换热器回程水室应力分析及强度校核叶萌，郑小涛，喻九阳，林纬，郑鹏，彭红宇(武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430205)摘要：研究了某型号管壳式换热器的回程水室，运用有限元软件Ansys分析了该回程水室在稳态下的温度场及其在温度载荷与压力载荷共同作用下的应力场。根据ASME规范和相关判据对回程水室关键部位进行了应力分析及安全评定。计算结果表明，该回程水室的设计在安全范围之内，

2、符合规范要求，这为回程水室的工程设计提供了理论基础。。关键词：换热器；回程水室；有限元；应力分析；强度评定中图分类号：TQ051文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)02—0363—03StressAnalysisandStrengthCheckofOnlet--ouletCoverofaShellandTubeHeatExchangerYEMeng，ZHENGXiao—tao，YUJiu-yang，LINWei，ZHENGPeng，PENGHong-yu(SchoolofMechanicalandEle

3、ctricalEngineering，WuhanInstituteofTechnology,HubeiWuhan430205，China)Abstract：Theonlet．ouletcoverofashellandtubeheatexchangerwasstudiedbyfiniteelementmethod．Thetemperaturefieldoftheonletouletcoverunderthesteadystateconditionwasanalyzed，andthestressfieldoftheonlet

4、．ouletcoverundercombinationactionoftemperatureloadandpressureloadwascalculated．AccordingtoASMECode，stressanalysisandsafetyassessmentoftheimportantDartsoftheonlet．ouletcoverwerecarriedout．Theresultsshowthat也edesignofonlet-ouletcoverisinasaferange．andcanmeettherequ

5、irementsofthespecification．Thearticlecanalsoprovideareliablebasisforengineeringdesignandsafetyassessmentoftheonlet—ouletcover．Keywords：Heatexchanger；Onlet-ouletcover；Finiteelement；Stressanalysis；Strengthcheck在化工、石油及能源等行业相当广泛应用的单大变形和大应变，并且能够很好的满足各项性能(图元设备是换热器。目前在发

6、达的工业国家热回收率1)。物性参数如表1所示。已达到96％。据资料收集，现代化工中所用换热器的投资大约占设备总投资的30％，而在炼油厂中换热器占全部工艺设备大约40％的分量。换热器不仅能够合理调节工艺介质的温度以满足工艺流程的需要，也是余热废热回收利用的有效装置。所以在工业生产中，如何准确的设计出结构性能好的换热器尤为突出，那么相对应的检验方法也必须符合实际要求。本文利用ANSYS软件对管壳式换热器回程水室进行了应力分析和强度评定。图1计算网格模型1结构模拟Fig．1Calculationandmeshmodel1．1计

7、算网格模型经过网格划分后，利用ANSYS统计出该模型共考虑到结构的1／4对称性，为减少计算机开销，有单元122353'8个，217708个节点。经单元检查，选择1／4模型进行分析计算。本文有限元结构分析无畸形单元。采用SOLID95单元(对应热分析单元为SOLID90)，1．2施加载荷及约束SOLID95是三维八节点实体单元。该单元既能保证结构承受的载荷是以下独立载荷的组合：作用精度又能允许使用不规则的形状，适用于曲线边界于壳侧表面(包括回程水室与壳侧气体接触表面)的建模，具体体现在塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、的壳程外界

8、气体压力，作用于回程水室外表面的管收稿日期：2014-07—16作者简介：叶萌(1990一)，男，湖北蕲春人，研究生在读，研究方向：化工过程机械，机械设计制造。E-mail：137592302@qq．com。化工程流体压力，作用于回程水室流体压力和壳程气体械载荷后，结果如图4所示。压力，作用于管板和水室之问的螺栓上所