【摘 要】
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板式换热器的换热效率高于其他类型换热器因此使用范围很广。目前,关于板式换热器的研究多集中于流动与传热,对于强度的研究较少,相关的标准也不完善。在换热器的设计方面还存在很多问题。这篇论文以板式换热器为研究对象,分析板式换热器强度、进行轻量化设计、研究如何提高承压能力以及结构优化。主要内容包括:1.使用workbench19.2软件对设备进行了有限元建模,分析了设备在正常工况下的应力,并根据标准对计算
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板式换热器的换热效率高于其他类型换热器因此使用范围很广。目前,关于板式换热器的研究多集中于流动与传热,对于强度的研究较少,相关的标准也不完善。在换热器的设计方面还存在很多问题。这篇论文以板式换热器为研究对象,分析板式换热器强度、进行轻量化设计、研究如何提高承压能力以及结构优化。主要内容包括:1.使用workbench19.2软件对设备进行了有限元建模,分析了设备在正常工况下的应力,并根据标准对计算结果进行了校核。校核结果满足强度要求,并有较大的安全裕量。2.用极限分析法对承压能力进行了探究。单独通入壳程介质时极限载荷为0.53MPa,单独通入板程介质时极限载荷为2.24MPa。均远超过设计压力。说明安全裕度较大。3.对换热器进行了轻量化研究。压紧板厚度减小至为20mm,弧形板厚度减至12mm时仍有一定的安全裕度。4.对换热器进行了提高承压能力研究。对于壳程,设置加强筋,并且增粗拉紧杆至30mm时,极限载荷可以达到1.72MPa,用料更多;增厚天圆地方可以小幅度增加壳程极限载荷,极限载荷为0.64MPa,用料更少。对于板程,设置补强圈并且将弧形板及接管加厚2mm,极限载荷可以达到2.83MPa;仅设置补强圈,极限载荷为2.5MPa。5.对换热器进行了结构改进。设置了法兰连接方式,并且在满足密封要求的前提下进行了强度分析。分析结果表明,优化后的结构满足设计压力下的使用需求。
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