舰用冷凝器原模型与畸变模型力学特性研究.pdf

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1、第34卷第3期2012年3月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．3Mar．，2012舰用冷凝器原模型与畸变模型力学特性研究史冬岩，张亮，张桐鸣，张成，高旭文(哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对非对称布管冷凝器双管板结构研究较少的现象，介于实际模型试验时诸条件的限制，采用缩尺比模型试验时，因缩尺导致模型小特征难以加工和试验的情况，基于有限元数值仿真法研究冷凝器双管板基准模型、畸变模型与原模型的力学特性关系。研究表明，基准模型能很好地预测原模型力学性能；畸变模型在一

2、定的畸变尺寸下能较精确地预测原模型力学性能。关键词：冷凝器；双管板；原模型；基准模型；畸变模型；有限元分析中图分类号：U664．5文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)03-0014-05doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．03．003Researchonmechanicalcharacteristicoforiginal-modelanddistorted．modelonnavalcondenserSHIDong—yan，ZHANGLiang，ZHANGTong—ming，ZHANGC

3、heng，GAOXu—wen(CollegeofMechanicalandElectrical，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：TothesituationthattheresearchofstructureofcondenserwithasymmetriclayouttubeiSrarely，forthereasonthattherearemanyrestrictedconditionintheexperimentoftherealitymodel，an

4、dthesmallfeatureofthesizeshrinkageratiomodelisdifficultytomadeandexperiment．Researchingthemechanicalcharacteristicrelationshipamongthestandardmodel，distortedmodelandoriginalmodelbasedonthefinite—elementnumericalsimulationmethod．Theresultshowsthat，themechanicalcharactero

5、ftheoriginalmodelcanbeforecastedbythestandardmodelaccurately；themechanicalcharacteroftheoriginalmodelcanbeforecastedbythedistortedmodelincertaindistortedsize．Keywords：condenser；doubletube—sheet；originalmodel；standardmodel；distortedmodel；finite—elementanalysis0引言管壳式换热器是在

6、一个圆筒形壳体内设置许多平行管子(称为管束)，让流体分别从管内空问(称为管程)和管外空间(称为壳程)流过进行热量交换，在化工生产中，管壳式换热器在所有的换热设备中占主导地位¨。。管壳式换热器易于制造，成本较低，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，选材范围广且可应用于高温高压的工况条件下，是应用最为广泛的换热设备，约占换热设备总量的70％∽。。。管板是管壳式换热器中最重要也是最复杂的承压部件，通常开有大量规则分布的管孔，对整台冷凝器的安全性和经济性有极其重要的影响H。。以往对管板的研究以及各国的管板设计规范大多采用等效板理论”。，而

7、等效板法是基于弹性薄板理论，用于厚管板分析时可能存在较大偏差。由于管板的结构复杂，所以目前有关舰用冷凝器管板研究公开发表的文献较少，已发表的文献大多采用单管板的计算模型，且传热管束的布置具有轴对称性。4。。在现代科学的发展历史中，模型试验的作用是收稿日期：201卜05—05；修回日期：201l-06-02基金项目：国际科技合作项目资助(2007DFR80340)；哈尔滨市科技创新专项基金资助项目(RC2008QN013001)作者简介：史冬岩(1964一)，女，博士，教授，研究方向为机械设计及理论。第3期史冬岩．等：舰用冷凝器原模型与

8、畸变模型力学特性研究不可磨灭的，在工程科学领域更是如此。但由于经费开支和环境保护约束等原因，不可能对实际模型进行试验。目前，国内外常利用缩尺比模型进行试验，但由于试验条件的限制，试验时并不能满足完全相似定律，因此，研究原