高參數(shù)換熱器管板熱應(yīng)力分析模型及影響參數(shù)的研究.pdf

1、常規(guī)的管板設(shè)計(jì)方法是根據(jù)彈性殼體理論,用等效無孔實(shí)心板來代替多孔管板,采用比較簡單的公式、曲線、圖表進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,但是這些計(jì)算無法準(zhǔn)確考慮管板溫度差引起的熱應(yīng)力。目前常用有限元方法,通過施加溫度載荷和對流載荷計(jì)算得到管板的溫度場,進(jìn)而求出管板的溫差應(yīng)力,但計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性一直是許多研究者關(guān)注的問題。
　　 本文采用有限元方法,以U型管式換熱器管板為例,分別按給定管板表面溫度(施加溫度載荷)、給定流體溫度和傳熱膜系數(shù)(施加對流載荷

2、)、包含溫度場在內(nèi)的流固耦合(流固耦合分析)三種分析模型計(jì)算得到管板的溫度場,進(jìn)而對比分析了不同模型對管板溫度場和熱應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果的影響,為管板的熱應(yīng)力場計(jì)算方法的選擇提供了參考。
　　 為了研究管板的結(jié)構(gòu)尺寸、流場特性等因素對管板熱應(yīng)力的影響,本文采用流固耦合分析模型,分析研究了這些參數(shù)對管板溫度場和熱應(yīng)力場的影響。結(jié)果表明,隨著厚度的增大,溫度梯度在管板的中間部分區(qū)域有所減小,即溫度變化越來越平緩,管板的總應(yīng)力呈減小的趨勢。