换热管的布管对挠性薄管板应力场影响的有限元分析

换热管的布管是影响挠性薄管板挠性的最重要也是最容易被忽视的因素之一,换热管布管的合理与否直接决定挠性薄管板的使用寿命。文章对某余热锅炉中的挠性薄管板分别建立不同的有限元分析模型进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。针对换热管布管的主要参数(换热管排列形式、换热管中心距、布管限定圆直径)给出了各因素对挠性薄管板应力强度的影响规律。分析结果表明:合理地优化换热管的布管可以有效改善挠性薄管板的受力状态,对挠性薄管板的工程设计具有一定的指导意义。

管板厚度对挠性薄管板温度场及应力场影响的有限元分析

针对某余热锅炉的挠性薄管板,分别建立不同管板厚度的有限元模型进行温度场分析和应力分析。温度场分析结果表明,管板厚度变化主要影响管板布管区的温度分布。随着管板厚度的增加,管板布管区在管程侧表面的金属壁温将持续升高,管板布管区两侧的金属壁温差也将不断增大,从而引起管板布管区的金属表面可能出现超温现象。此外,P s工况和P s+ΔT工况下的应力分析结果表明:管板厚度的增加主要影响管板非布管区内的弯曲应力值,对管板其他部位(包括管板周边圆弧过渡段处)的应力水平影响则较小;P s工况下,管板厚度的增加使管板非布管区内的弯曲应力显著降低;而P s+ΔT工况下,管板厚度的增加则将使管板非布管区内的一次加二次应力明显减小,但其影响程度随着管板厚度的增加而不断减弱。

航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

对于当前航空航天飞行器中广泛存在的金属复杂曲面构件的高性能发展需求,提出研发针对叶片类零件、大口径薄壁弯管以及复杂钣金构件的楔横轧短流程制坯、颗粒填料辅助推弯成形以及高能率冲击液压成形等精密成形技术,分别从工艺原理、设备、模具及典型零部件应用等方面对上述技术的研究进展进行阐述和介绍。

一种薄管板简化有限元模型

分析了锅壳锅炉薄管板受力情况,认为扳边是设备应力最大部位。针对薄管板受力特点,提出了一种对薄管板扳边部位应力进行数值分析计算的简化模型。在两种工况下对简化模型与3D结构离散化模型进行了有限元应力分析对比,结果表明两种模型对扳边部位应力的计算精度基本相当,满足工程实践的需求。薄管板应力计算简化模型结构简单,易于建模,而且模型规模远小于无简化模型,可以大幅减少计算时间,在直径大、换热管数量多的设备分析中优势更为明显。

薄管板结构强度计算的新思路

介绍了薄管板的概念及结构特点 ,叙述了薄管板结构强度分析及应用RBF(RadialBasisFunc tions径向基函数 )神经网络对薄管板结构的管板应力计算进行系统辨识的过程 ,从而提出了一种用多个具有一定意义的无量纲参数函数式表达薄管板结构强度计算的新思路 。

薄壁不锈钢换热管与管板焊接工艺

不锈钢薄壁管与管板的焊接有其明显的特点 ,文中介绍了辅助给水除氧器管—管板自动TIG焊工艺。通过调整焊接参数和使用适当的钨极形状 ,从而控制熔池形状和焊缝成型 ,采用胀接方法定位 ,并使用工装 ,消除了管口与管板的间隙 ,解决了薄壁管与管板焊的难题 ,取得了满意的结果。

钛制换热器薄壁管与管板焊接优化工艺

针对钛设备制造中的特殊问题(如易于产生氢脆、裂纹、铁污染等),结合焊前试验及工程实践,着重分析了工业纯钛换热器制作中的关键环节——薄壁管与管板的焊接(焊接特性与工艺要点)。通过采取一些有针对性的技术措施,如施焊场地的精心准备、焊接方法及设备的合理选用、工艺参数的调整筛选等,从而取得较为满意的效果。

蒸汽发生器的结构优化设计

针对厚管板结构的蒸汽发生器耗材大、制造成本高、易产生温差应力而导致管板与管头之间损坏等缺点,对蒸汽发生器的管板结构进行优化设计,用挠性薄管板结构代替厚管板结构。应用有限元分析软件(ANSYS)对挠性薄管板结构进行耦合场(温度场和应力场)模拟分析计算。通过分析计算,挠性薄管板结构可行且具有一定的先进性。采用薄管板结构避免了因温差应力而损坏的技术问题,且节省材料,制造方便,大大节约了制造成本,具有很好的经济性。

碳纤维布加固薄壁圆钢管轴心抗拉承载力有限元分析

应用大型通用有限元软件ANSYS对CFRP布加固轴心受拉薄壁圆钢管进行了数值模拟计算,研究分析了4个因素,即CFRP布纵向加固长度比α、CFRP布厚度t、CFRP布弹性模量E以及CFRP布沿圆周加固方式,对钢管轴心抗拉极限承载力的影响及其规律.结果表明,经CFRP布纵向加固后的钢管杆件,其轴心抗拉极限承载力得到显著提高,加固效果优越.

转化器蒸汽发生器挠性薄管板的设计及制造

利用有限单元分析法,对转化器蒸汽发生器的挠性薄管板建立了包括管箱、壳体和换热管等元件的模型。依照JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》(2005确认版)中的4种工况对该管板进行了分析评定;同时,根据GB 151—1999《管壳式换热器》对换热管与管板连接的拉脱力进行了评定。

基于ANSYS的挠性薄管板设计方法与结构尺寸研究

结合具体算例,采用各国挠性薄管板设计方法进行设计,对比其计算结果,指出各设计方法优缺点。运用有限元Ansys软件进行分析,探讨影响挠性薄管板应力分布特征的主要参数,如挠性薄管板厚度、换热管中心距以及过渡圆角半径,最终得出合理的结构尺寸。

废热锅炉中薄管板的设计与制造

介绍了废热锅炉中薄管板的重要作用,以及薄管板上利用陶瓷套管和耐热混凝土以降低管板温度的热防护形式;介绍了薄管板的结构形式,以及管子与管板焊接过程中采取加固措施来防止焊接变形。建议薄管板应用到其他换热器上,以节约设备用材,提高经济效益。

水平管蒸发器薄管板设计计算及结构验证

管板拥有比较复杂的受力情况,为确保水平管蒸发器能更好地承担压力,并且最大限度降低制造成本,管板的设计和改进显得更为迫切。将各种设计标准比较,选出较为适合水平管蒸发器薄管板设计计算的管板计算式,对新型薄管板的厚度进行预计算,根据经验得出预设管板厚度。利用ANSYS对改进后的水平管蒸发器进行强度分析,验证薄管板的厚度是否符合要求。经过分析得到的结果充分表明新型薄管板满足了设计要求,并且管子的扭曲变形度能够使水平管蒸发器在使用时满足布液要求,从而在保证蒸发效率的前提下,实现了水平管蒸发器的轻量化设计。

管壳式废热锅炉薄管板的热应力分析

运用ANSYS对管壳式废热锅炉建立了含有管板及管头高温热防护结构的热端管板及不含高温热防护结构的冷端管板两种有限元模型,分析了高低温管板的温度场及应力场,分别得出了管板上的应力分布及最大应力发生部位。结果表明,采用高温热防护结构可以有效地改善热端管板的应力分布。

非对称薄管板换热器的有限元分析

对某非对称薄管板换热器建立了有限元模型进行温度场和应力场分析,结果表明管束布置的非对称性未对薄管板的温度场造成明显影响,薄管板各部位沿管板厚度方向的温度变化均呈线性分布,未出现较大的温度梯度。然而该非对称性对薄管板的应力分布却存在显著影响:薄管板非布管区的应力和变形明显高于布管区,两者对比存在显著差异。此外在温度载荷与压力载荷共同作用时,薄管板高应力区位于薄管板与壳体连接的圆弧过渡区内表面,该处的应力分布具有典型的非轴对称特性。

氮肥厂用薄管板换热器系列化及薄管板计算分析研究

本文结合氨肥厂变换工段薄管板换热器的系列化，提出薄管板理论依据，着重分析研究管束对管板的加强作用。通过理论计算与实验数据的比较，推荐适合薄管板的强度计算公式。

过渡段结构对废热锅炉薄管板应力分布的影响

运用ANSYS软件对废热锅炉建立了不同过渡段管板结构有限元模型,分析不同过渡段管板结构的应力场、温度场及耦合场,得出不同过渡段管板结构的应力分布,并依据有限元分析结果进行强度评定以及换热管轴向应力校核。分析结果可为管板过渡段结构设计提供一定的参考。

挠性薄管板废热锅炉管板冲蚀失效分析及修复

介绍了内孔焊挠性薄管板废热锅炉管板冲蚀后管束内漏的故障情况。从结构设计、操作运行等方面分析了管板冲蚀失效的机理,制定了详细的管板堆焊修复方案,通过理论计算验证了修复后管板强度满足要求。修复后废热锅炉高负荷稳定运行超过1 a,工艺气出口温度满足生产要求,可为同类设备的故障修复及维护改进提供参考和借鉴。

挠性薄管板换热器的计算方法及问题探讨

挠性薄管板厚度的计算是薄管板换热器设计的关键。总结了国内外标准关于挠性薄管板的计算方法以及有关研究成果,并结合工程实际案例对薄管板计算方法进行了对比分析,对存在的问题进行了探讨。采用公式计算并采用有限元方法进行验证,两者相结合可以弥补薄管板计算存在的问题,这也是薄管板计算方法的发展趋势。

圆弧过渡段转角半径对挠性薄管板应力场影响的有限元分析

对某余热锅炉的挠性薄管板,建立了包含不同圆弧过渡段转角半径的有限元模型,分析了挠性薄管板的温度场分布及管板不同路径处的温度变化规律。结果表明:挠性薄管板的温度分布与厚管板存在明显的差异,挠性薄管板各部位沿轴向的温度变化均呈线性趋势,而沿径向方向的温度变化则呈梯度下降的趋势。此外,在Ps工况和Ps+ΔT工况下对包含不同转角半径的挠性薄管板模型进行了应力场分析,结果表明:转角半径的增大有利于改善挠性薄管板周边圆弧过渡段处及非布管区的受力状况,但在Ps+ΔT工况下,管板布管区的应力及换热管轴向应力明显升高。