双管程管壳式换热器的流动与传热机理分析

为探究双管程换热器内部流体的流动与传热机理,建立单管程、双管程换热器的数值计算模型,分析单管程、双管程换热器性能的异同,并探究了不同折流板配置下的双管程换热器内部流体的湍流流动和传热特性。研究结果发现,双管程换热器的管程压降远大于单管程换热器,其管程流体在由第一管程进入第二管程时,会有较大的逆压梯度,在管程封盖中部分流体从主流流体中分离,形成涡流和流动死区,三种不同折流板配置的双管程换热器中,螺旋流换热器的壳程流体混合地较为均匀,并取得了优良的壳程综合性能。研究内容可为双管程换热器的性能优化提供指导,也为热力系统中换热器的选型和结构优化设计提供了理论参考。

锥形穿孔机488 mm系列孔型优化研究

为解决Φ460 mm PQF连轧管机组穿孔机488 mm系列孔型扩径率大、毛管内螺旋严重且尾部不规则等问题,用Φ450 mm管坯代替Φ400 mm管坯,通过优化改进穿孔辊,将轧辊入口锥角一段角度2.5°改为3°;根据理论以及生产经验,选取经验参数,对导板和顶头尺寸进行优化设计,并进行生产验证。实践表明:优化设计后的488 mm系列孔型,穿孔机轧制工具设计更合理,穿轧过程更稳定,毛管的尺寸精度和内外表面质量也显著提升,满足了PQF连轧管机组生产工艺的要求。

大型复杂薄壁壳体多道次旋压过程中的壁厚变化

基于ABAQUS/Explicit和Standard建立的包含回弹与退火的大型复杂薄壁壳体多道次旋压全过程模拟模型,分析了该过程中壁厚的分布与变化及工艺参数对壁厚的影响规律。结果表明,壁厚减薄经历了剪切减薄和拉薄两个阶段,壁厚剧烈减薄部位位于旋轮后方的环带并向工件口部移动,而且其值逐渐减小;壁厚沿工件母线方向分布不均匀,沿周向分布较均匀;回弹对壁厚的分布影响不大。摩擦系数在一定范围内的增大,可以有效地抑制第一道次旋压过程中壁厚过度减薄的发生,使壁厚分布更均匀;而旋轮进给比对工件壁厚的影响与摩擦系数的作用相反。在后续道次旋压过程中,工件壁厚差随着摩擦系数的增大先减小后增大,随着旋轮进给比的增大逐渐减小。这些结果可为大型复杂薄壁壳体多道次旋压成形参数的确定和优化设计提供理论依据。

组合式多壳程螺旋折流板管壳式换热器数值模拟研究

本文采用数值模拟方法对内壳程为非连续螺旋折流板的组合式螺旋折流板和单壳程弓形折流板管壳式换热器壳侧流动换热特性进行对比研究,结果表明:相同壳程质量流量和相同换热量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器的压损比弓形折流板换热器降低14.6%;相同壳程质量流量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器单位压降下换热量比弓形折流板换热器提高10.8%。

双层圆柱壳振动传递及近场声辐射特性研究

水下加筋圆柱壳体振动和声辐射是近年来研究的一个热点问题。文章从实验和数值计算两个方面,对水下加筋双层圆柱壳的振动传递及声辐射进行了研究。实验模型表面敷设了隔声去耦材料,分为四种工况:双壳全敷设、内全敷设、外全敷设、外部分敷设,对单频激振时内外壳体间的振动传递以及各工况下的近场声压进行了分析。结果表明,托板在内外壳的振动传递中起着较大的作用,内外壳全部敷设隔声去耦材料对抑制振动和声辐射最有效。为了减小托板对振动及声辐射的影响,提出了复合托板结构,即在托板上添加方钢结构,并对含复合托板的圆柱壳声学特性进行了数值研究,表明方钢在中高频段能有效降低壳体的振动及声辐射。

基于壳程数最小年度化费用换热网络综合的研究

根据换热器对数平均传热温差校正因子与换热器进出口温度之间的关系 ,指出了单壳程偶数管程换热器在可操作条件下的最大温度交叉程度 .在此基础上 ,根据换热器投资费用同壳程数的关系 ,提出了基于壳程数的换热网络综合的数学模型 ,并采用遗传模拟退火算法进行了求解 .

大型复杂薄壁壳体第一道次旋压成形质量分析

为优化大型复杂薄壁壳体第一道次旋压的工艺参数,基于ABAQUS平台建立了大型锥形件实体单元仿真模型,二次开发实现了实体单元的壁厚和贴模度输出功能,分析了坯料直径及成形区与成形外端相互作用对大型锥形件强旋成形的影响.同时采用正交试验设计安排模拟方案,研究了工艺参数对大型锥形件强旋成形质量的影响规律,得出了较优的工艺参数组合.结果表明:旋压间隙是最重要的影响因素,零偏离附近的成形质量最好;稍大的旋轮圆角半径有利于降低大型锥形件强旋过程中出现局部失稳和拉裂的可能性;稍大的旋轮进给比有利于改善大型锥形件的壁厚均匀性和贴模性、减小壁厚偏差和出现局部失稳的可能性.

壳单元应用于薄板多道焊焊接数值模拟的方法探讨

针对目前薄板焊接残余应力有限元数值模拟中效率不高的情况,采用基于薄壳和复合层理论的壳单元来取代3D实体单元进行薄板多道焊数值模拟以预测残余应力方法的尝试,通过使用定义壳单元截面材料点数量来表征薄板厚度,在热分析中依靠解析方法得到温度分布,使用ABAQUS及多个用户子程序来完成力场残余应力分析的实现,通过与传统的3D单元模型计算薄板多道焊模拟的结果分析可知,采用复合层壳单元进行较为复杂的薄板焊接模拟效率相对较高,而精确度并没有下降。

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。

轴流式双壳程缩放管管壳式换热器的工业试验

对栅形网板支承的双面强化传热缩放管束在轴流式双壳程结构管壳式换热器中的液-液传热强化及流阻性能做了工业试验,流体介质为三甲苯工作液及水。试验结果表明,与传统单弓形折流隔板支承光滑传热管的管壳式换热器相比,总传热系数提高63％,壳程压降可减少18％。

超半球壳体多道次拉深旋压工艺研究

针对1060超半球壳体基于板坯多道次拉深旋压进行成形性分析,提出两模法和两轮法的旋压成形试验方案,并设计不同旋压试验方案的芯模和旋轮工装。通过MC2000型数控录返旋压机,分别采用R13、R20和R25、R8不同圆角半径的圆弧式旋轮对1060板坯进行两模法和两轮法的多道次拉深旋压成形试验。两模法旋压毛坯件的凸缘边减薄严重,成形效果差;两轮法旋压采用R25旋轮4道次快速进给,R8旋轮4道次中低速精整旋压的旋压工艺,其旋压件贴模度高,成形效果好。试验结果表明:两轮法旋压工艺能实现板坯经多道次拉深旋压成形为超半球壳体。通过降低芯模转速,调整进给比和降低道次减薄率,可以消除旋压成形过程中出现的反挤、波纹和起皮等缺陷。

管壳式换热器强化传热技术研究综述

在分析管壳式换热器传热强化途径的基础上,主要从管程和壳程两方面介绍了传热强化结构及其强化传热机理,综述了近年来国内外高效节能管壳式换热器的研究进展,列举了一些应用于管壳式换热器中管程和壳程强化传热的典型换热管和壳程支撑结构,为未来换热器的研究指明了方向。

双层壳舷间复合托板隔振特性研究

基于Flügge壳体理论和Helmholtz波动方程,求解了舷间托板动力响应的双壳声-流体-结构耦合方程。通过模型试验分析了敷设声学覆盖层的加筋双层圆柱壳舷间振动传递特性。试验表明,舷间采用托板连接时内外壳间的耦合作用很强,舷间振动能量主要通过托板传递,声学覆盖层敷设方式对内外壳间的耦合关系影响很小。基于阻抗失配原理,在舷间振动的主传递通道上设计了几种高传递损失的复合托板结构形式,数值分析了各种复合托板的隔振性能,并对比了它们的隔振效果。

铝合金大型复杂薄壁壳体旋压研究进展

大型复杂薄壁壳体是航空航天等高技术产业迅速发展的迫切需求,带横向内筋大型复杂薄壁壳体是其中的典型代表。然而,带横向内筋大型复杂薄壁壳体多道次复合旋压却是一个多因素耦合作用下的复杂塑性成形过程。作者采用数值模拟和实验相结合的方法,以铝合金带横向内筋大型复杂薄壁壳体为代表,建立大型复杂薄壁壳体复合旋压全过程仿真平台与模型,研究不同条件下大型复杂薄壁壳体复合旋压及其特征结构旋压过程中的不均匀塑性变形行为和成形缺陷的形成机理。揭示不同塑性变形行为对工件内筋质量的影响规律,获得对不同塑性变形行为有决定性影响的因素,确定合理的毛坯、工艺和旋轮参数的选择准则。研究结果对发展大型复杂薄壁壳体精确成形技术具有重要的理论意义和实际应用价值。

核电箱形结构焊接变形的模拟计算与分析

传统的体积收缩法能够快速计算焊接结构的变形分布,却不能分析焊接顺序对焊接变形的影响。本文基于体积收缩法,并通过改变焊缝单元焊接前后的弹性模量来反映其刚度的变化,实现分析焊接顺序对变形影响的目的。以核电箱形结构为例,利用壳单元建立了三维计算机模型,对其中的一面侧墙装配焊焊接过程中的焊接变形进行模拟计算,并分析了焊接顺序对其焊接变形的影响。研究表明,该方法能够快速地获得不同焊接顺序下结构的变形分布情况。模拟结果显示采用分段焊会减小变形量,与理论经验吻合。

敷设阻尼材料的圆柱壳声辐射性能实验分析

对有限长的敷设阻尼材料的加筋双层圆柱壳进行振动和声辐射实验,测量壳体的结构响应和水中的辐射声压。对全部敷设隔声去耦材料、内壳全部敷设隔声去耦材料、外壳全部敷设以及外壳部分敷设四种工况下的近场声压进行对比,分析单频激振时内外壳体的振动特性,表明托板在内外壳的振动传递中起着较大的作用,内外壳全部敷设隔声去耦材料对抑制振动和声辐射很有效。

管壳式换热器的工艺设计

介绍在工艺设计中如何确定管壳式换热器程数,以及如何降低换热器的压力降。

管壳式换热器换热管根数的估算

根据行业标准JB/T4 715- 92 ,JB/T4 716 - 92有关内容绘出公式n =(D/ad) 2 中系数a的变化曲线 ,从曲线分析结果中得出一些有价值的结论。

福斯特惠勒高压加热器故障处理

对上安电厂6号高压加热器汽侧壳体故障原因进行了分析。在其故障停运期间,采取临时技术措施,使其它高压加热器继续运行。对6号高压加热器故障损坏修复和高压加热器的运行方式提出了建议。

基于SYSWELD的铝制罐车环焊缝数值仿真相关参数优化

对铝制铁路罐车罐体环焊缝进行数值仿真时,应用壳-实体单元结合的建模方式对罐体其中一条环焊缝进行有限元建模,针对该模型,基于热弹塑性有限元理论,利用SYSWELD软件对其多道焊应力场进行数值仿真.通过改变焊缝及其附近区域(实体单元)的宽度以及焊缝两侧(壳单元)的长度来观察不同的焊缝尺寸参数对关注部位分布的各向应力峰值的影响.分析表明,合理的环焊缝尺寸参数使仿真计算在保证精度的同时节省了时间.