大型固定管板式換熱器管板的有限元分析.pdf

1、本文建立了三維實(shí)體參數(shù)化管板模型；分析了管板模型的溫度場分布規(guī)律，驗(yàn)證了ASME規(guī)范中表皮效應(yīng)理論；分析了不同操作工況下管板模型的應(yīng)力場，并按照J(rèn)B4732-1995《鋼制壓力容器——分析標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了強(qiáng)度分析和評(píng)定。強(qiáng)度分析結(jié)果表明：除了簡體上的一次薄膜應(yīng)力起控制作用外，管板的強(qiáng)度控制因素是位于管板與簡體連接圓角過渡處的一次應(yīng)力加二次應(yīng)力，且最大值發(fā)生在熱載荷和殼程壓力同時(shí)作用下的操作工況下；在殼程側(cè)，管板在較薄的厚度內(nèi)，存在較大的熱應(yīng)

2、力，主要是由此處較大溫度梯度而導(dǎo)致產(chǎn)生的，因此在管板強(qiáng)度計(jì)算中應(yīng)該考慮管板表面溫差引起的熱應(yīng)力。 本論文還分析了管板與筒體和管箱連接過渡圓角的大小對(duì)管板應(yīng)力的影響。研究表明，適當(dāng)增大圓角半徑，能顯著降低該位置處的峰值應(yīng)力，較明顯地改善此處的應(yīng)力分布情況。 此外，本論文還建立了傳統(tǒng)等效模型，比較了穩(wěn)態(tài)操作工況下三維實(shí)體模型和傳統(tǒng)等效模型的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明：在非布管區(qū)兩種模型的計(jì)算數(shù)據(jù)十分吻合，但在管板布管區(qū)，由于三維實(shí)體