对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析,并对这两种载荷作用 下的结构应力响应做分类研究,然后对结构进行改进,作同样的分析。比较这些结果,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点。
管壳式换热器是化工、石油、轻工、能源等工业应用广泛的过程设备之一，它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适用性较强，处理能力大，能承受高温和高压等特点。管
可拆卸管壳式换热器厂家
对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析,并对这两种载荷作用 下的结构应力响应做分类研究,然后对结构进行改进,作同样的分析。比较这些结果,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点。
管壳式换热器是化工、石油、轻工、能源等工业应用广泛的过程设备之一，它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适用性较强，处理能力大，能承受高温和高压等特点。管壳式换热器的结构设计主要依据是GB151［1］，GB151 中关于换热器管板强度校核是根据弹性基础上薄板理论，在轴对称结构的条件下，将薄板的三维变形简化为二维梁式变形，由此来计算其强度的。而换热器壳体厚度的选择，主要是根据壳体所受到的壳程压力来确定。
换热器由于其工作特点，不仅有管程压力和壳程压力等载荷作用，而且还要受到工作介质的温度载荷作用。在GB151 中对压力载荷，给出了管板和壳体的尺寸选择，及固定管板兼作法兰的管板和壳体的连接方式。然而，对于在温度载荷作用下，这些尺寸却没有具体的说明要求。
本文通过一个管壳式换热器的强度校核，将载荷分类为压力载荷和温度载荷，来说明结构在这些载荷作用下的应力响应特点，进而提出该结构改进的意见。本文采用三维有限元的分析方法，来研究其内在规律。
怎样选择管壳式换热器产品呢？
管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构简单，操作可靠，可用各种结构材料制造，能在高温、高压下使用，是目前应用广泛的类型。对管壳式换热器的选用，从结构参数进行考虑如下：
结构参数
1、管程数和壳程型式
管程数有1~12程几种，管程数增加，管内流速增加，给热系数也随之增加。但会受到压力降的影响，管内流速有一定的限制。水和类似水的溶液流速一般取1~2.5m/s.气体和蒸汽的流速可在8~30m/s之间选取。
2、管的结构参数
为满足允许的压力降，一般推荐选用19mm的管子。对于易结构的物料，为方便清洗，采用外径为25mm的管子。考虑管子的制造难易程度、传热系数以及压力降等因素，管长一般采用4~6m.对于或无相变的换热器可以选用8~9m的管长。管子在管板上的配布主要是正方形配布和三角形配布两种形式。三角形的配布有利于壳程物流的湍流。正方形配布有利于壳程的清洗。
3、壳程折流板
折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，获得较好的传热效果。折流板模式可分为圆缺型折流板、环盘形折流板以及孔式折流板。
管壳式换热器被腐蚀的主要因素分析
管壳式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体（填料）表面，从而进行热量交换的设备，间壁容积式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的设备，因此又称表面式换热器。影响列管换热器管板腐蚀的主要因素有：
1、介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为百分之五十左右的硫酸中腐蚀很严重，而当浓度增加到百分之六十以上时，腐蚀反而急剧下降；
2、杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀；
3、温度：腐蚀是一种化学反应，温度每上升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；
4、ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大。列管式换热器因此应用很普遍，它虽在热效率、紧凑性、金属消耗量等方面都没有板式的好，但它却具有结构坚固、牢靠程度高、适应性很强、材料使用广等特点，因此成为石油、化工生产中，尤是高温、高压和大型设备的主要结构形式。
5、流速：多数情况下的流速越大，腐蚀也越大。因此列管换热器成为石油、化工生产中，尤是高温、高压和大型设备的主要结构形式。
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