预应力双管板换热器模拟计算和测试分析

采用常规措施设置膨胀节以降低温差应力对管壳式换热器破坏的方法具有局限性,提出了采用预应力技术应用于双管板换热器中。采用换热管作为预紧单元,通过施加不同的预变形量,利用ANSYS有限元分析软件对双管板换热器结构进行分析,从而得到热-结构耦合分析结果,同时,与试验检测研究进行对比。分析结果表明,施加恰当的预变形量,有效降低整体结构的温差应力,使应力以及应变的峰值得到降低,防止了温差应力对双管板换热器的损坏。从而为双管板换热器的设计以及加工制造,找到一种更加合理的方法,提高了换热器的工作寿命。     

三角形排列折边式蜂窝夹套结构强度影响因素分析

蜂窝夹套是一种新型夹套,传热效果较为显著。利用有限元软件ANSYS中的参数化建模功能,建立了不同结构尺寸(蜂窝轴向间距、蜂窝圆孔直径、蜂窝厚度、蜂窝高度以及蜂窝拐角半径等)的多组三角形排列折边式蜂窝夹套结构模型,对结构应力影响因素进行分析。采用正交试验进行设计,使用极差和方差分析方法,分析不同结构尺寸参数对蜂窝夹套应力强度影响的显著性,利用响应面分析法拟合得到不同结构尺寸参数的蜂窝夹套应力多元回归方程。可为蜂窝夹套结构的尺寸设计提供借鉴。     

转盘干燥机转子圆盘拉撑件径向适宜位置分析

转盘干燥机的转子圆盘通常设置拉撑件来增加整体的强度,而拉撑件径向位置的设置对圆盘整体强度的设计至关重要。为此,采用有限元法对单圈、两圈拉撑圆盘拉撑件径向位置的设置进行了详细分析。研究表明:对于单圈拉撑圆盘,当宽节比L_w/L_c<2.40,拉撑件径向最佳位置为L_1/L_w=0.50;当宽节比L_w/L_c>2.40,拉撑件径向最佳位置为L_1/L_w=0.55;对于两圈拉撑圆盘,当宽节比L_w/L_c<3.73,拉撑件径向最佳位置为L_1/L_w=0.33,L_2/L_w=0.67;当宽节比L_w/L_c>3.73,拉撑件径向最佳位置为L_1/L_w=0.38、L_2/L_w=0.70。     

平封头双开孔接管结构有限元应力分析

平封头开孔接管区结构不连续,应力分布复杂,导致局部应力集中。利用有限元软件ANSYS,采用线弹性分析方法和极限载荷分析方法对平封头双开孔接管结构进行计算分析,将接管轴向拉力、轴向推力分别与内压耦合,得到了平封头双开孔接管结构应力分布及变化规律。计算分析结果表明,接管轴向拉力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变大,应力集中程度提高,降低了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力;接管轴向推力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变小,提高了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力。     

基于ANSYS的不同排列方式短管蜂窝夹套有限元分析

以短管蜂窝夹套为研究对象,采用ANSYS有限元方法,模拟分析了短管排列方式改变对夹套静应力的影响及热应力-机械场对夹套结构强度的影响,进行了夹套疲劳寿命的校核。研究结果表明,在模拟试验条件下,三角形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为212.382 MPa,最大当量应力值为266.512 MPa,内筒体内陷量为0.854 mm,外壳外凸量为0.579 mm;正方形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为170.215 MPa,最大当量应力值为199.982 MPa,内筒体内陷量为1.573 mm,外壳外凸量为1.183 mm。2种短管排列方式的蜂窝夹套结构均满足强度要求和疲劳寿命要求。     

结构参数对蜂窝夹套传热性能的影响

为研究工程应用中蜂窝夹套的传热性能问题,采用FLUENT 17.0软件对短管分别按三角形和正方形排列的短管蜂窝夹套以及整体夹套内的流场进行模拟分析,研究不同截面处速度和温度分布情况,比较整体夹套与蜂窝夹套的传热性能,探究不同短管间距s和短管长径比l/d对传热性能的影响。结果表明,三角形排列的短管蜂窝夹套传热效果更好;随短管间距s不断减小,短管长径比l/d不断增大,扰流效果更好且流动死角区域减少,整体温度分布趋于均匀化;在相同条件下,可通过增加短管长度提高传热效果,对工程设计具有一定的指导意义。     

非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化

基于某公司的挠性管板预热器,以非对称布管的挠性管板为研究对象,运用有限元软件ANSYS对非对称布管的挠性管板进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。根据JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准(2005年确认)》对挠性管板进行应力校核,发现部分工况下管板应力评定不合格。对非对称布管的挠性管板提出了增加管板厚度和增设支撑筋板2种优化方案并进行了数值模拟。分析结果表明,增加支撑筋板可以有效降低管板各类应力,且安全裕度较大,对挠性管板的工程设计具有一定的指导意义。     

聚合釜内组合式搅拌器安装定位尺寸参数优化模拟

以内装组合式搅拌器的聚合釜为研究对象,采用流体力学方法对聚合釜内组合式搅拌器4层搅拌桨叶安装定位尺寸参数变化时的釜内固-液两相流场进行了模拟,得到了聚合釜内搅拌轴截面上的液相速度矢量分布和固相颗粒体积分散分布、近搅拌器区域轴向和近聚合釜壁面区域径向的固相颗粒体积分散分布,比较分析了各安装定位尺寸参数取值对聚合釜内流场特性的影响。模拟研究表明,搅拌器底层桨叶到釜底的距离C_1、各层桨叶的间距C_2、C_3和C_4的最佳取值分别为400 mm、900 mm、1 200 mm和1 200 mm。     

基于ANSYS的不同排列方式折边式蜂窝夹套结构强度分析

采用ANSYS有限元方法，对2种不同排列形式的折边式蜂窝夹套进行应力分析，对单独静应力、温差应力以及静应力共同作用下的这2种排列形式的蜂窝夹套进行强度计算和疲劳寿命校核。结果表明，2种排列形式的折边式蜂窝夹套均能满足相关标准规定的结构强度和疲劳寿命指标。其中，三角形排列的折边式蜂窝夹套在应力水平、内筒体变形量、外夹套变形量等方面均比正方形排列的折边式蜂窝夹套更具优势，更适合工程实际应用。