基于ANSYS的发夹式换热器尾部结构的设计计算

文章以发夹式换热器尾部法兰及端盖部件为研究对象,结合有限元分析方法,研究了异形配对法兰的强度、螺栓载荷的简化办法以及密封垫片的选择。详细介绍了尾部结构的有限元分析步骤及基于ASME Ⅷ-2的评价过程,并描述了螺栓的简化办法以及垫片的影响。梁单元等效螺栓模型可以得到较为保守的分析结果,有助于提高运算速度。实体螺栓模型可以更好地显示应力分布并反映不同位置螺栓应力的差异。合理选择垫片对于密封效果以及法兰的受力都至关重要。文章旨在为发夹式换热器尾部法兰及端盖部件的设计及分析评价提供参考。

发夹式换热器管板的应力分析与强度评定

应用ANSYS有限元分析软件,考虑压力载荷和温度载荷对管板整体应力分布的影响,采用顺序耦合法对发夹式循环冷却器的热端管板在7种工况下进行有限元应力分析。结果表明:在压力载荷与温度载荷共同作用下,管板最大等效应力为329.9 MPa,位于布管区内换热管与管板连接处。壳程先停工况下管板的最大等效应力值最大值为332.5 MPa,是发夹式循环冷却器管板的最危险工况。在对管板上最大等效应力处进行当量线性化处理,结合分析设计标准进行强度评定,评定结果均合格。

发夹式换热器管束流致振动数值模拟研究

运用计算流体力学方法,采用ANSYS CFX软件对发夹式换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟。流场计算中采用多孔介质模型对管束区域进行简化,分析了壳侧流场的速度分布,结果表明:直管段部分的流体湍流强度大于弯管段,且外层管束所在区域为高流速区,受流体冲刷严重。结合流场信息,通过功率谱生成随机激振力,采用ABAQUS软件模拟计算了湍流激振下管束的振动响应,结果显示管束的面外均方根位移远大于面内位移,且弯管部分的振动位移最大。该研究结果可为发夹式换热器的性能分析和优化设计提供参考和依据。

发夹式换热器大温差启动研究

简要介绍了发夹式换热器工作原理及结构优势,在高温高压工况条件下,冷热流体进行大温差换热,通过数值模拟研究冷态启动过程中:管内空置时,壳侧为注满低温热流体状态,高温热流体以小流量缓慢注入换热器内与低温热流体混合,研究壳侧流量对壳侧温升速率的影响;当壳侧温度达到需要高温时,管侧进入冷流体,模拟冷流体温升变化与流量的关系;强度方面通过对换热管及管板进行防冲击热应力分析,对管板以及整个换热器承受温差冲击时进行设备安全性评估;最终保证换热器在大温差情况下的启动安全性。

发夹式换热器U型扁弯壳结构静力学分析及结构优化设计

采用Ansys有限元分析软件针对发夹式循环冷却器的法兰U型扁弯壳结构进行静力学分析和强度校核。基于有限元模拟结果,依据标准JB 4732—1995进行强度校核的结果表明,在U型扁弯壳封头极值路径处,一次应力与二次应力之和为397 MPa,超出许用应力值351 MPa,强度校核不合格。设置3个轴向加强筋板和1个竖直方向加强筋板后,U型扁弯壳封头的最大应力由515 MPa下降至124 MPa。

发夹式换热器设计探讨

介绍了选择发夹式换热器的理论原理,说明了发夹式换热器管箱设计温度的选取和结构的选择,对比了发夹式换热器尾部连接段的各种结构,分析了发夹式换热器支座不同结构对设备的影响,提出了发夹式换热器设计的注意事项。

浅析发夹式换热器结构

通过对发夹式换热器的介绍,引出几种国内外现在应用的发夹式换热器的结构,并对该结构进行制造、检验等几个方面综合比较,说明各种结构的发夹式换热器的优缺点,同时对现存规范提出与生产不适应的地方,为发夹式换热器的应用提供相应的参考。

发夹式换热器结构研究及热工设计

发夹式换热器是一种单管程、单壳程,管束及壳体均为U形形状的换热器,目前对于这种换热器的研究较少。本文对发夹式换热器做了初步研究,分析介绍了其结构特点以及核电站中发夹式换热器的热工设计方法,为后续核电站中发夹式换热器的热工设计以及研发选型提供参考。

浅谈发夹式换热器设计

目前国内外对于发夹式换热器设计方面的参考资料寥寥可数。对发夹式换热器进行了简单介绍,并对设计制造发夹式换热器,及在此过程中所遇到的结构设计、强度计算等知识进行总结和分析。

发夹式换热器管板瞬态热分析

以发夹式换热器为分析对象,在冷态启动工况下,考虑温度载荷的作用,采用ANSYS有限元软件对管板进行瞬态热固耦合分析,研究不同温升速率下,管板最大热应力所在的位置及变化规律。通过瞬态分析,研究发夹式换热器管板的抗热冲击能力。

发夹式换热器异形法兰及封头的设计

发夹式换热器后端壳程连接处常采用异形法兰和封头的结构,标准中并未列出相关结构设计和计算方法,给设计带来很多困难。文中结合一台壳程压力7.3 MPa并伴有温度疲劳载荷作用的发夹式换热器,首先对其异形法兰和封头进行结构优化设计,再利用规则设计方法确定结构的初步尺寸,最终按GB/T 151—2014确定计算工况后进行有限元应力校核。结果表明,规则设计方法计算出的结构应力偏低;尤其对异形封头,因异形法兰对其影响,其结构尺寸必须通过有限元分析进行校核。

发夹式换热器密封结构的选用

对工程中常见发夹式换热器的密封结构进行归纳总结,从使用工况、介质干净程度、制造等角度进行对比研究,给出几种典型密封结构,为发夹式换热器的设计提供参考。

双燃料船用发动机LNG气化器设计

LNG气化器作为双燃料船用发动机天然气供气系统的关键设备之一,对船舶的布置与性能起着至关重要的作用。发夹式换热器作为船用LNG气化器很少见,本文主要讲述了发夹式LNG气化器主要部件的强度计算,为船用LNG气化器的选择与设计提供依据。