浮头换热器换热管轴向压应力不合格的调整
本帖最后由 yuun 于 2018-7-5 23:10 编辑在浮头换热器的设计过程中，当壳程压力较高时，可能出现管板最小厚度下的换热管轴向压应力校核不合格。一般来讲，对于固定管板换热器来说，出现3点的时候，需要考虑设置膨胀节。
[*]换热管轴向力不合格
[*]筒体轴向力不合格
[*]换热管管子拉脱力不合格
固定管板管子管板和筒体是约束在一起的，有轴向力比较好理解。浮头换热器和U型管差不多，主要是通过换热管的自由伸缩变形达到消除热应力。对于浮头管板，换热管的轴向力从哪里来的呢？浮头换热器的压应力是因为壳程内压作用下，左边管板往左弯曲。右边管板因为左右都受Ps的压力，但是右侧受压面积大，左侧受压面积需要减去换热管面积。所以右边管板还是向左弯曲。最终会不会受压，与到底谁向左弯的厉害决定。
遇到轴向压应力计算不合格应该如何解决呢？一般轴向压力应不通过，需要从两方面来考虑。
[*]提高许用的轴向压应力
[*]提高管板的刚度，降低管板变形。
提高许用轴向压应力我们知道换热管的轴向压应力计算原理是欧拉轴向失稳。两端铰支细长压杆的临界荷载为：式中：μ反映了杆端支承对临界力的影响，称为长度系数，μL称为当量长度。 一端自由，一端固定m＝2.0； 两端固定m＝0.5一端铰支，一端固定m＝0.7； 两端铰支m＝1.0对于折流板来说，属于两端铰支，对比GB/T151的公式，μ=1Cr为临界细长比，相当于欧拉失稳图的λp，当实际细长比大于Cr时（即为下图的λp的右侧），为细长杆，属于大柔度杆，临界应力与弹性模量正相关，但是由于各种钢材的弹性模量正相差不大，所以对大柔度杆来说，选用优质钢材对提高临界应力是没有意义的。当实际细长比小于Cr时（即为上图的λp的左侧），属于短粗杆，中小柔度杆。对于中小柔度杆，其临界应力与材料强度有关，强度越高的材料，临界应力也越高。所以，对中小柔度杆而言，选用优质钢材将有助于提高压杆的稳定性。所以我们可以在计算书中观察一下，是细长杆，还是短粗杆。虽然在自然界，我们都羡慕又粗又长BUT对于换热管来说，提高许用压应力的方法就是将是细长杆改为短粗杆：
[*]调整一下换热管受压失稳当量长度lcr。此时需要缩短折流板间距，或者在折流板之间加上支撑板。（相当于变短）
[*]换热管厚度增加一下（相当于加粗）
3. 如果是短粗杆，那么可以考虑提高一下刚才钢材的强度，比如10#换20#或者16Mn。
提高管板刚度，降低管板变形管板变形少，换热管受压就小。提高管板的刚度有几个方法：1. 增加管板厚度当换热管压应力不合格，SW6会给出一个调整方案，增加管板厚度到指定厚度，即可使得换热管通过。2. 增加换热管数换热管数增加，给予更多管板支撑，管板更不易变形。比如一台设备在不同换热管下的实际轴向压应力，许用的轴向压应力是58.92MPa：
换热管数轴向压应力
300065.35
311464.25
320062.07
330059.84
335058.64
当换热管增加到3350时，轴向压应力合格了。3. 改变换热管排列方式让支撑更均匀点吧。比如三角形的排列不合格，正方形的也许就合格了。4. 增加管间距管间距增加，让换热管更均匀的对管板进行支撑。
当换热管轴向压应力通不过时，可以采用上述的多种方法进行调整。具体采用什么方法，需要根据实际需要进行组合，并和其它专业协商解决。要知道GB151-1999中轴向失稳的安全系数是2，更难调整过去，现在安全系数改为1.5后，调整起来更容易点了，所以：知足吧！欢迎关注~
学习学习，多谢分亨 谢谢楼主分享。 {:1106_362:} {:1106_362:}学习一下 不错，学习了~ {:1106_362:}{:1106_362:} 向高手学习！ 谢谢楼主分享！ {:1106_362:}{:1106_362:} 学习学习，多谢分享
页:
[1]