涡旋压缩机浮动式静盘的性能优化研究

针对浮动式静盘涡旋压缩机静盘背部温度过高且集中于排气管处的问题,提出带散热结构的浮动式静盘背压机构,研究了新机构的质能交换,分析了热量交换过程,给出了各腔体传热的数学模型,并对新机构进行CFD模拟计算,得到了不同外界温度下的静盘背部温度分布情况。与原浮动式静盘背压机构对比分析可得,新机构有效地改善了静盘背部中心温度过高的问题,使静盘温度分布更加均匀,可以解决因温度过高而造成的变形、摩擦磨损以及泄漏等问题,提高了压缩机的可靠性。

复合板固定管板热交换器设计中的几点探讨

复合板固定管板热交换器兼具高强度和耐腐蚀优点,在诸多行业中得到广泛应用。对复合板固定管板热交换器设计中的若干问题,如涉及复合管板相关事项、计算输入的简化及管孔结构的选择等进行了分析和探讨,论证了换热管承受轴向压应力时爆炸复合管板应用的可行性,点明了复合管板与换热管焊接连接拉脱应力计算中材料许用应力的取值误区,给出了SW6软件中壳程复层厚度的简化输入方式,阐明了复合管板与换热管连接方式的选择细节。可为复合板固定管板热交换器的设计提供有益参考。

基于数字化设计平台的固定管板换热器三维参数化设计

本文介绍了基于数字化设计平台的固定管板换热器三维参数化设计程序开发及工程应用情况。数字化设计平台通过数据传递与数据链建设,实现正向设计和数据共享,旨在提高压力容器设计质量和效率,并实现压力容器全寿命周期的协同管理。参数化设计通过将设备的计算逻辑、设计方法和标准文件等建立程序关联,通过自主开发的相关子程序,实现从工艺数据到三维模型、三维模型到图纸的智能化设计。本文以固定管板换热器为例,分析了基于数字化设计平台的三维参数化设计的基本思路,明确了基于数字化设计平台的三维参数化设计对于压力容器智能化设计及数字化转型的有效性和良好应用效果。本文对压力容器智能化设计和数字化转型提供一定参考。

双金属复合换热管与固定管板换热器整体热处理工艺

为研究双金属复合换热管与固定管板产品管束整体热处理工艺及其技术难点。首先,通过计算壳体与换热管在50℃和100℃温差下的温差应力,得出结果,升温阶段在500℃以下时,换热管与壳体的温差应≤100℃;降温阶段在400~500℃时,换热管与壳体的温差应≤50℃,在400℃以下时,换热管与壳体的温差应≤100℃。根据试验数据、相关标准及前期产品热处理经验制定了合适的热处理工艺参数。通过沿产品管束圆周方向及其中心位置换热管内部2.5 m深度处布置热电偶,同时在两侧管板外侧及沿壳体长度方向中间位置布置热电偶进行实时测控温度,使产品管束在整个热处理过程中各测温点的温度得到有效的控制,最终成功对该产品管束进行了炉内整体热处理。

甲醇反应器的CFD模拟与换热优化

混合气制备甲醇是目前较为常用的工业生产甲醇方法,利用CFD软件模拟甲醇的固定床反应器,在Fluent中输入主副反应的动力学,得到模拟结果并针对该强放热反应提出设备换热上的优化方案,在提高甲醇产量的同时,保证反应器内部有较高的正向反应速率。

化工装置换热器布置与配管

近年来,通过参与煤气化、多晶硅、有机硅等多个项目的换热器布置与配管,了解到不同形式的布置与配管方案。重点从换热器分类、布置、管道布置、支吊架设计、固定端设计等5个方面介绍了在满足行业设计规范的前提下较优的布置与配管方案,分析了不同方案的优点和缺点,结合实际工程经验加以总结对比,提出了比较经典的工程设计理念,希望能够帮助更多的设计工作者设计出安全工程、环保工程、精品工程,减少不必要的设计变更和重复工作。

常见换热器管道布置浅析

炼化装置建设投资中,换热设备占据重要比例。同时换热设备在能源的转化、利用、回收等方面发挥着举足轻重的作用。对炼油化工装置中常见的四种换热器管道布置方式及应注意的问题进行简要论述,并以某歧化装置高通量重沸器及釜式蒸汽发生器为例,分析其管道布置过程,为今后相似设备的管道布置提供参考。

固定管板式换热器换热管拉脱力不均匀性研究

为了探究固定式管板弯曲变形对换热管拉脱力不均匀性的影响,采用ANSYS软件建立了固定管板式换热器的有限元模型,在管板满足强度要求的前提下,通过改变管程压力分析了换热管轴向力在管板不同弯曲变形程度下的分布规律。结果显示:管板弯曲变形使得管板中心区域管道受压力作用,外围管道受拉力作用,随着弯曲变形程度增加,管道轴向承载不均匀性加剧;管板中心区域管道受压力作用,将引起外围区域换热管的附加拉力,该附加拉力值与管壳程压力引起的拉力值相当,不容忽略。

GB151固定式换热器管板应力计算与校核方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对固定式换热器管板设计中的应力计算与校核方法的改进意见。管板应力计算方法的改进提高了计算精度并更便于使用。针对带膨胀节换热器固定管板的设计增加了两种校核工况。

基于COMOSWORKS软件的固定管板式换热器应力分析方法

固定管板式换热器的应力分析具有相当的复杂性。本文将COMOSWORKS有限元分析模块和So1idworks三维建模软件结合,提出了一种进行换热器的应力分析的新方法,并给出了其在固定管板式换热器应力分析中的应用实例,且给出了实现应力分析所涉及的主要技术方法和详细步骤。

对GB 151—1999中管壳式换热器管板计算方法的修改说明

对正在修订的GB 151—1999版中5.7节"管板计算"一节的主要修订内容进行了介绍。其中包括:改进了带膨胀节的固定式换热器管板计算方法,改进了固定管板中最大应力的计算方法,增加了壳程分段圆筒的计算方法,增加了管程压力p t与壳程压力p s同时作用的两种校核工况,换热管许用压缩应力的安全系数降低为1.5。

GB 151中带膨胀节固定式换热器管板计算方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对带膨胀节的固定式换热器管板设计中应力计算方法的改进意见。文中指出现有计算忽略了膨胀节圆环内部压力引起轴向位移影响,会对某些高参数换热器固定管板的应力分析带来较大误差,并基于板壳理论得到膨胀节圆环内部压力与其两端受轴拉力引起轴向位移之间的相互关系,并结合现行GB 151管板计算模型,提出修订原则和方法。通过有限元计算,证明该方法是可靠的。

波纹管换热器管束整体失稳分析及设计计算要考虑的问题

介绍了一台波纹管换热器在管程压力试验过程中管束整体失稳的情况,将波纹管等效为直光管,并对相关参数进行合理修正,按分析设计标准JB 4732附录Ⅰ固定式管板计算方法进行计算及失稳原因分析。并对GB 151新标准制定波纹管换热器管板设计计算方法提出修改建议。

固定管板式换热器的温差热应力数值分析

建立由管板、壳体和换热管组成的有限元分析简化模型,利用通过CFD数值模拟得到的各个相应壁面温度数据拟合而成的温度-距离函数关系式,在ANSYS软件中对固定管板式换热器的换热管、壳体和管板表面加载进行结构热分析,得到了温度分布模型。还将所得的节点温度作为热载荷加载到结构对应点上计算换热器的整体温差热应力,着重分析管板与管子及壳体连接处附近的热应力分布,并给出了沿管板径向和厚度方向上的热应力变化曲线。

多点约束(MPC)法与换热器整体有限元分析

在管壳式换热器中,管板与法兰和壳体与管子间厚度差大,且大型换热器管子根数多。在对管壳式换热器进行有限元模拟时,如果全部采用实体单元建立整体模型,难度大,计算量大。而管壳式换热器壳体与管子为板壳结构,采用壳单元能大大减小建模工作量和对计算机硬件的要求。然而,实体单元与壳单元由于具有不同的自由度,两者不能直接连接。多点约束(MPC)法是在两种单元连接处建立约束方程,从而实现节点自由度耦合。对某固定管板式换热器,建立两个有限元分析模型,一是采用多点约束法,将壳单元和实体单元进行耦合,另一个是全部采用实体单元,并以管板及壳体中的应力强度为指标,对两个模型进行比较,结果发现,采用多点约束法对管壳式换热器进行整体模拟分析,既相对简单,又有足够的精度。

固定管板式换热器的温度场数值分析

在对实际结构进行合理简化的基础上,以影响流动和传热的主要结构建立了某固定管板式换热器温度场数值计算模型,采用分段模拟、整体综合的方法,利用CFD软件Fluent对该换热器在正常操作工况下的流动与传热情况进行了数值模拟,得到了计算流道上有关各个构件的壁温场分布,并把主要结构CFD数值计算的结果与实测温度数据进行了对比。结果表明,CFD模拟模型数值分析得到的温度数据与实测数据相符,说明温度场的数值模拟分析方法及其流动条件的假定是符合实际的,计算参数选择是合理可行的。有关固定管板换热器中管束、管板和壳体的温度梯度变化情况的分析表明,尽管在它们的轴向、周向和径向都存在温度梯度,但是温度梯度变化最大的方向是轴向,这意味着轴向将产生最大热应力。

预应力换热器的特点及其制造方法

预应力换热器是根据预应力理论,在制造换热器的过程中引入与温差应力相反的内应力,它是对传统换热器进行新技术改造,提高产品可靠性、降低事故发生率的新型传热设备。本文分析了预应力换热器的特点,结合目前的制造方法,提出了预应力换热器制造的新方法,并对其作了详细论述。该方法操作方便,易于控制,具有较高的工程应用价值。

预变形加载方式对预应力换热器性能的影响

通过建立由壳体、管板以及换热管等构成的固定管板换热器有限元分析模型,研究了不同的制造技术对预应力换热器性能的影响,探讨了给定温度场下,两种预变形加载方式对管板强度的影响,得到了管板与管子连接局部应力随预变形变化的规律。研究发现,两种制造技术得到的预应力换热器都能显著降低管子与管板连接局部的应力集中,而分段加载技术具有更强的适应性和经济性。

换热网络布局问题中不同构图的计算

应用有限群对图的作用和轨道、图论等知识,讨论了换热网络问题中不同构图的问题,建立了数学模型,给出了不同构图的计算方法和计算公式.

板式全热交换器纸材性能研究

介绍了一种新型的板式全热交换器芯体结构,并对两种不同纸材做成的板式全热交换器芯体性能测试数据进行分析,表明透湿膜是一种传热传湿性能优良的全热交换器纸材.