套管式换热器设计及分析研究

发布时间：2017-10-11 05:25

  本文关键词：套管式换热器设计及分析研究

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【摘要】：由于套管式换热器由内外管结构和180°弯头结构组成,各结构都是由焊接制造而成,再通过法兰连接,由于内外管流体温度不同,存在温差且其值较大,容易造成内外管的热膨胀量不能同步,从而产生很大的热应力。从而破坏结构,甚至造成换热器的结构破坏失效。本文通过某化工厂中乙二醇混合混合物的换热器的设计,以及在设计中通过相关的分析软件workbench中的结构分析,在三种常用套管式换热器的内外管连接结构中分析比较出一种适合本设计的结构。根据设计,建立UG三维套管式换热器模型,在热流固耦合中,分析比较了套管换热器流固耦合应力和在结构分析中的应力。在热流固耦合下分析套管式换热器的热应力及各种状体的应力。利用相关流体模拟分析软件,对套管式换热器内外管流体进行相应模拟。在相关的模拟计算的结果之上,对套管式换热器的结构进行了改进优化,解决套管式换热器在高温下的热应力过大的问题。
【关键词】：一次应力 热应力 流热固耦合 CFD模拟计算
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 第1章 引言5-12
• 1.1 换热器发展概况5-6
• 1.2 套管式换热器6-8
• 1.3 煤制乙二醇工艺8-9
• 1.4 有限元分析9-10
• 1.5 技术路线的制定10-12
• 第2章 设计要求的确定12-14
• 第3章 套管式换热器的设计14-28
• 3.1 内管设计计算14-15
• 3.2 外管设计计算15-16
• 3.3 内外管连接结构设计16-19
• 3.3.1 管帽式连接结构设计16-17
• 3.3.2 平板式内外管连接结构17-18
• 3.3.3 异径管式内外管连接结构18-19
• 3.4 换热计算19-27
• 3.4.1 流速确定19-20
• 3.4.2 换热量核算20-25
• 3.4.3 计算换热面积25-27
• 3.5 小结27-28
• 第4章 各结构应力分析28-44
• 4.1 三种内外管连接结构应力分析30-36
• 4.2 套管式换热器应力分析36-43
• 4.2.1 180°弯管结构应力分析37-39
• 4.2.2 内外管结构应力分析39-43
• 4.3 小结43-44
• 第5章 套管式换热器的流热固耦合44-60
• 5.1 相关耦合理论44-46
• 5.2 套管式换热器各流体FLUENT分析46-49
• 5.3 套管式换热器热应力分析49-57
• 5.4 套管式换热器流热固耦合分析57-58
• 5.5 结构改进和小结58-60
• 第6章 内外管流体流动状态模拟60-84
• 6.1 流体力学的基本理论60-64
• 6.2 Fluent中的湍流模型计算模型理论64-68
• 6.3 内外管流体模拟计算68-83
• 6.3.1 内外管流体雷诺数计算68-69
• 6.3.2 内管流体流动模拟69-76
• 6.3.3 外管流体流动模拟76-83
• 6.4 小结83-84
• 结论和展望84-85
• 参考文献85-88
• 附录一88
• 附录二88-90
• 在读期间发表论文情况90-91
• 致谢91-92

【参考文献】

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1 张有政;赵彩云;曲顺利;;乙二醇生产工艺的现状及发展趋势[J];氮肥技术;2012年04期

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本文编号：1010742