U型或浮头式换热器管板中的热应力及其主要影响因素研究

发布时间：2018-07-24 10:45

【摘要】：采用有限元法研究了U型或浮头式换热器管板中的热应力,并考察了管板厚度及管壳程对流换热系数的影响。研究结果表明,对于U型或浮头式换热器,管板内仍存在较大的热应力,这是由于管板上换热管中热量传递造成的,并且当管板较厚时这种应力更为突出;在管程走热流体时,管板两侧表面存在拉伸热应力,降低管板厚度可以有效地降低由热载荷引起的管板壳程侧表面热应力,壳程侧表面热应力可由40 MPa降至-13 MPa;壳程传热系数对管板温度场的影响明显,在换热器设计中使对流换热系数较低的介质走壳程有利于降低管板的热应力。
[Abstract]:The thermal stress in tube-plate of U-type or floating-head heat exchanger was studied by finite element method, and the influence of thickness of tube-plate and convection coefficient of shell and tube on heat transfer coefficient was investigated. The results show that for U-type or floating-head heat exchangers, there is still a large thermal stress in the tube-plate, which is caused by the heat transfer in the tube-plate heat exchanger, and the stress is more prominent when the tube-plate is thicker. There are tensile thermal stresses on both sides of the tube and plate surface. Reducing the thickness of the tube plate can effectively reduce the thermal stress on the side of the tube shell side caused by the thermal load. The surface thermal stress of the shell side can be reduced from 40 MPa to -13 MPA, and the heat transfer coefficient of the shell side has an obvious effect on the temperature field of the tube and plate. In the design of the heat exchanger, the moving shell side of the medium with lower convection heat transfer coefficient will help to reduce the thermal stress of the tube and plate.
【作者单位】： 北京化工大学机电工程学院;
【分类号】：TQ051.5

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本文编号：2141124