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时间:2018-08-08
《某换热器膨胀节设计和有限元分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、湖南理工学院毕业设计(论文)学号14071900457毕业设计(论文)题目:某换热器膨胀节的设计和有限元分析作者曹根届别2011届院别机械工程学院专业机自指导教师谭晶莹职称副教授完成时间2011年5月20日III湖南理工学院毕业设计(论文)湖南理工学院毕业设计(论文)摘要本文应用ANSYS有限元分析软件,对某一台带三层Ω型膨胀节的换热器进行了有限元分析。本课题主要做了以下研究工作:首先,为简化计算模型,研究了三层Ω型膨胀节和单层Ω型膨胀节在刚度和强度上的等效问题,并采用刚度等效后的单层Ω型膨胀节作为之后建立换热器整体模型的膨胀节。其次,在分析换热器几何结构和工艺
2、条件的基础上,建立了带单层Ω型膨胀节换热器的有限元模型。考虑到结构的复杂性,建立模型时对管板和换热管进行了简化。第三,对换热器整体及换热管进行了传热计算,得到了换热器的整体温度场。最后,进行了换热器在管程压力、壳程压力、温度载荷及其组合载荷工况作用下的强度计算,得到了各种工况下的整体和局部的应力强度。同时,根据有限元的计算结果,依据JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》,对换热器整体和膨胀节部分进行了应力评定。计算分析表明,经改进膨胀节加强方式后的换热器整体及局部均满足强度要求,该加强方式是可行的,该换热器是安全可靠的。本文的分析计算结果对此类复杂
3、状况换热器的设计优化提供了一定计算依据。关键词:Ω膨胀节;换热器;有限元分析;温度场;刚度等效;加强方式-III-湖南理工学院毕业设计(论文)ABSTRACTInthisthesis,afour-tubesideheatexchangerwiththe3-layerΩexpansionjointisstudiedbythefiniteelementanalysisinusingANSYSsoftware.Inthisthesis,researchworksaredoneasfollows.Firstofall,themonolayerΩexpansionjoin
4、tiscomparedwiththe3-layerΩexpansionjointinstrengthandstiffness.TheequivalentstiffnessofmonolayerΩexpansionjointisusedinthewholeheatexchanger.Secondly,geometricmodelandfiniteelementanalysismodelofthewholeheatexchange,withmonolayerΩexpansionjointarebuilt,itisbasedonthedimensionsandproc
5、essingoftheequipmentandconsiderationofitscomplexity.Thirdly,temperaturefieldandthermalstressoftheheatexchangerarecalculatedbyusingtheheattransfercalculationswhicharehandledwiththeshellandtubeoftheheatexchanger.Finally,thestrengthoftheheatexchangerisanalyzedbythefiniteelementmodelunde
6、rvariousofcombinedloadsfrompressureinthetube,shellandtemperaturechanging,andthenstressintensityunderthevariousofcasesandlocationareobtained.ThenaccordingtotheJB4732-1995《Steelpressurevessels-Designbyanalysis》,stressesinresultsoffiniteelementanalysisareassessed.Theanalysisresultsshowt
7、hatthewholemodelanditselementsoftheheatexchangermeetthestrengthrequirementbyusingnewstrengthmodeoftheexpansionjoint.Sothenewmodeisfeasible,thedesignoftheequipmentissafe.Thisanalysisresultscanbeusedasusefulreferencedatatooptimizeddesigninthecomplexheatexchanger.Keywords:Ωexpansionjoin
8、t;heatexchan
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