發(fā)布時間：2022-12-07 03:17

　　纏繞管換熱器目前較多地應用于化工領域的深冷裝置,如空分和甲醇裝置,隨著國內對纏繞管換熱器研究的深入,國內多家單位不斷攻關,擴大纏繞管換熱器的應用領域已取得初步的成績,但由于纏繞管式換熱器管板的受力狀態(tài)與U形管換熱器管板和固定管板不同,目前這種結構管板計算還沒有成熟方法和標準。本文將纏繞管式換熱器管板簡化為當量實心圓平板作為理論模型,由于管孔對于管板的削弱作用,將圓平板分為兩部分,一部分是中心不布管圓板區(qū),一部分為布管圓環(huán)區(qū),通過變形協(xié)調方程,求出管板在均布載荷下的撓度,根據(jù)廣義胡克定律推導出纏繞管式換熱器管板的應力強度計算公式。通過近似等效U形管管板按GB151中標準計算與基于彈性理論設計計算結果對比,基于彈性理論設計計算管板厚度比近似等效U形管計算管板厚度小。利用有限元分析計算與理論計算對比,得出基于彈性理論設計的管板應力值與有限元計算值基本一致,管板的應力分布規(guī)律也基本一致�？紤]到纏繞管束對管板支撐作用影響,建立帶有纏繞管束的換熱器模型,在七種不同工況下對其進行有限元分析。其結果與單塊管板計算值對比,帶管束的計算結果與不帶管束的結果不同,是因為纏繞管束對管板的支撐作用。最后通過引用... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點摘要
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 纏繞管式換熱器的特點
    1.3 纏繞管式換熱器的研究進展
    1.4 國內外對管板的相關規(guī)定
        1.4.1 國外對管板的相關規(guī)定
        1.4.2 國內對管板的相關規(guī)定
    1.5 學位論文研究內容
第二章 纏繞管式換熱器管板的彈性理論解
    2.1 基于彈性理論的管板應力分析
    2.2 本章小結
第三章 纏繞管式換熱器管板的應力分析及安全評定
    3.1 纏繞管式換熱器的基本工藝參數(shù)
    3.2 近似等效U形管設計管板的應力分析
    3.3 基于彈性理論設計的管板應力分析
    3.4 本章小結
第四章 纏繞管式換熱器管板的有限元分析
    4.1 有限元分析
        4.1.1 有限元分析法簡介
        4.1.2 ANSYS Workbench軟件簡介
        4.1.3 應力線性化及強度判定
    4.2 近似等效U形管設計管板的有限元分析
        4.2.1 有限元模型建立
        4.2.2 管板上路徑的選擇
        4.2.3 理論計算值與有限元分析值對比
        4.2.4 纏繞管式換熱器管板的安全評定
    4.3 基于彈性理論設計管板的有限元分析
        4.3.1 理論計算值與有限元分析值對比
        4.3.2 纏繞管式換熱器管板的安全評定
    4.4 對比討論
    4.5 本章小結
第五章 纏繞管式換熱器管板的耦合場分析
    5.1 ANSYS的耦合場分析
    5.2 換熱器的整體有限元模型
    5.3 溫度場對管板的影響
        5.3.1 模型溫度加載
        5.3.2 應力分析
    5.4 組合工況下管板的應力分析
        5.4.1 僅管程壓力作用
        5.4.2 僅殼程壓力作用
        5.4.3 管、殼程壓力同時作用
        5.4.4 管程壓力與溫度同時作用
        5.4.5 殼程壓力與溫度同時作用
        5.4.6 管、殼程壓力與溫度同時作用
    5.5 理論計算值與模擬計算值對比分析
    5.6 本章小結
第六章 纏繞管式換熱器管板的案例分析
    6.1 纏繞管式換熱器的工藝參數(shù)
    6.2 理論計算分析
    6.3 有限元計算分析
    6.4 本章小結
結論與展望
    主要結論
    后續(xù)展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]有限元分析法在化工壓力容器設計中的應用[J]. 彭芳,焦健.  內蒙古石油化工. 2017(10)
[2]繞管式換熱器管板有限元應力分析[J]. 占雙林,馮義浩,李肖蔚.  石油和化工設備. 2016(08)
[3]不同強度分析中各種載荷的疊加原則——壓力容器應力分析設計中的六個重要問題（二）[J]. 閆東升,夏少青,郭雪華,王小敏.  石油化工設備技術. 2016(03)
[4]纏繞管式換熱器殼程流體特性分析[J]. 張勇,劉鴻彥,李守謙.  石油和化工設備. 2016(03)
[5]結構參數(shù)對繞管式換熱器傳熱特性的影響[J]. 季鵬,李玉星,王武昌,朱建魯.  油氣儲運. 2015(08)
[6]低溫液氮用系列纏繞管式換熱器的研究與開發(fā)[J]. 張周衛(wèi),李躍,汪雅紅,薛佳幸.  石油機械. 2015(06)
[7]LNG系列纏繞管式換熱器的研究與開發(fā)[J]. 張周衛(wèi),薛佳幸,汪雅紅,李躍.  石油機械. 2015(04)
[8]ANSYS在壓力容器設計中的應用研究[J]. 王強.  科技與創(chuàng)新. 2015(04)
[9]多股流繞管換熱器管板結構分析[J]. 李健偉,曲萍,武艷芳,李佳航,王家祥,林麗華.  壓力容器. 2013(05)
[10]螺旋纏繞管式換熱器的設計、制造及工程應用[J]. 徐學才.  醫(yī)藥工程設計. 2012(06)

碩士論文
[1]纏繞管式換熱器換熱工藝研究[D]. 薛佳幸.蘭州交通大學 2015
[2]纏繞管式換熱器計算方法研究[D]. 于清野.大連理工大學 2011
[3]管殼式換熱器管板應力的三維有限元分析[D]. 季維英.南京理工大學 2006



本文編號：3712134