换热器夹持矩形管板设计探索与实践

换热器的矩形管板,在GB 151中和ASME标准中均没有此种管板计算的方法。在实际的工程设计中碰到了因为塔顶空间限制,必须要设计成为夹持矩形管板的换热器。阐述了对夹持矩形管板设计方法的研究过程,通过力学模型的分析,研究方形管板的结构特点和结构特征系数,探索管板计算的方法与思路,用实例比较了按照空冷器的管板计算方法、德国AD 2000标准中计算方法及修正后的GB 151计算方法的不同结果,初步确定一个管板厚度,再应用ANSYS有限元分析软件,按照JB 4732应力分析的方法,验证了初步设计厚度的安全性。整个计算过程对此类特殊换热器的矩形管板的设计进行了有益的探索,为此类典型的矩形管板的设计找到了有效的设计方法,积累了成功的经验。

换热器矩形管板的计算

介绍了换热器矩形管板的几种计算方法。通过比较,为矩形管板的计算提供了一种简洁、有效的方法,对同类型设备设计计算具有一定的参考价值。

矩形管波阻板对饱和地基中列车振动的隔振性能研究

高铁列车运行产生的环境振动对人体健康、沿线建筑物安全、精密设备正常使用等产生不可忽视的影响。提出一种“矩形管波阻板”新型隔振屏障,用于减少环境振动污染。根据饱和地基2.5D有限元理论,建立轨道-地基-屏障-建筑结构模型,计算分析空沟、填充沟和矩形管波阻板3种不同屏障的隔振效果。计算表明:列车速度较低时,空沟隔振效应并不显著,而当列车运行速度较高时,空沟有一定的隔振效应,可在沟前出现震荡放大的现象。而填充沟和矩形管波阻板不论列车运行速度高低都有较好的隔振作用,但列车在高速运行时的隔振效应超过了低速性能运行时的隔振效应。填充沟和矩形管波阻板2种屏障隔振效果相近,但矩形管波阻板可减少混凝土用量,降低成本,隔振效率更高。

X型矩形管斜插板节点轴压性能试验研究

对X型矩形管斜插板节点在插板轴压力作用下的极限承载性能进行单调加载的试验研究。实施10个不同插板的厚度和插板平面与矩形管轴线之间夹角的节点轴压性能试验。介绍节点试验方案,描述X型矩形管斜插板节点在插板轴压力作用下的破坏模式,给出荷载-端位移曲线以及节点区域应变强度分布曲线,并将插板相对厚度(插板与矩形管厚度比值)τ、插板平面与管轴线之间夹角θ对节点轴向极限承载力和延性的影响进行讨论。试验研究结果表明:随着夹角θ的增大,节点轴压极限承载力呈增大趋势;θ为0°时,τ值对节点轴压极限承载力的影响很小;其余夹角θ节点试件极限承载力随着插板厚度的增大而增大;节点应变强度最大均发生在插板与矩形管连接的焊缝端部区域。最大应变强度在此区域的分布不同,则节点的破坏模式不同;IIW规范计算公式中未考虑τ值的影响,而试验中τ值对节点极限承载力有很大的影响,所以规范还有待完善,需要进行深入的有限元参数分析。

纵向板-矩形管节点拟静力试验的数值模拟(英文)

提出了准确模拟纵向板-矩形管节点拟静力试验的有限元方法。为分析管结构的抗震性能,对纵向板-矩形管节点进行了拟静力试验。对每个试件,裂纹出现在弦管连接表面,沿弦管与节点板的连接焊缝扩展,并导致性能退化及破坏。为模拟钢材的损伤累积及其产生的裂纹扩展,基于混合强化准则和简化的勒迈特损伤模型,建立了自定义本构模型并嵌入ANSYS程序。采用此本构模型对纵向板-矩形管节点的拟静力试验进行数值模拟,计算出的滞回曲线与试验曲线吻合较好。

矩形浮动管板与矩形浮头盖强度计算浅析

矩形管板换热器可在壳程空间内提供较为均匀的温度场,是空气压缩机组首选的冷换设备,但由于矩形管板结构复杂,影响其强度的因素有很多,要准确地进行管板强度分析是较复杂的,我国《热交换器》(GB/T 151—2014)、美国的ASME标准以及TEMA标准对矩形管板强度均采用等效圆平板进行简化计算,没有直接的计算方法。为此,基于德国AD压力容器规范及我国《压力容器》(GB/T 150.1~150.4—2011),以海洋石油富岛有限公司450 kt/a合成氨装置空气压缩机二段段间冷却器矩形浮动管板与矩形浮头盖强度(验证)计算为例,分析相关结构特征参数的确定,找出矩形浮动管板与矩形浮头盖解析解的公式;并建议将原强度胀接结构更改为"胀焊结构"(强度焊+贴胀结构),制造过程中采用更加严格的焊接工艺及防焊接变形措施。此种矩形管板强度计算方法,具有良好的实用性、简洁性和安全性,对同类型管板的强度计算具有一定的参考价值。