管壳式换热器换热管稳定性问题研究--《压力容器》2007年03期
管壳式换热器换热管稳定性问题研究
【摘要】：分别利用GB 151—1999计算方法、JB 计算方法和弹性系统稳定性分析方法对换热管稳定性问题进行了研究。对不同参数的四个固定管板式换热器算例分别应用以上方法进行了计算,结果表明:现有的国家标准(GB 151)中换热管稳定性算法不考虑环板,将单根换热管失稳的欧拉临界应力除以安全系数ncr(取2)作为许用应力,其结果过于保守。
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【分类号】：TQ051.5【正文快照】：
1引言工程实践表明,我国现行换热器设计标准(GB151—1999)[1]中关于受压缩换热管的稳定性校核方法过于保守。本文参阅了如TEMA标准[2]、ASME标准[3]等同类换热器设计标准,这些标准中都是采用单根管受压失稳的欧拉临界压应力cσr除以安全系数ncr作为许用应力,所不同处是他们采
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本人化工小硕一枚，现已远离化工行业，学生期间考过了注化基础，现够年限考专业。请问
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换热管稳定许用应力问题
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Cr系数公式中的设计温度下换热管材料的屈服点，Q235-B可是150附录中没有相关数据该如何计算？
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看不懂你的问题，有Q235B的换热管吗，而且你要算什么？
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哦，不好意思我是机械转行过来的刚接触化工设备，麻烦问一下，换热管材料一般都有哪些？在那里可以查到？如果太多告诉我书名或标准名称就可以。对了我想计算一下换热管稳定许用压应力
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换热管材料GB151上就有，楼主想要学习换热器，先把GB151熟悉一下,下面是换热管的材料、标准、规格及公差，都是GB151上的
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SW6计算浮头式换热器管板问题
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浮头式换热器在管板计算中需要校核换热管轴向应力，按照GB151第31页公式20来计算，需要分为以下三种工况：1，只有壳程设计压力作用；2，只有管程设计压力作用；3，管程和壳程设计压力同时作用。校核通过应满足：当轴向应力大于0时，结果应小于等于换热管材料的许用应力；当轴向应力小于0时，需按照第42页的公式43或者44来计算换热管稳定许用应力，并且轴向应力的绝对值不应大于其值。前者主要是考虑强度失效，后者主要是考虑稳定性失效，而稳定性失效往往成为主要失效原因。按照稳定许用应力计算公式，其值与换热管材质，受压失稳当量长度，及换热管的回转半径有关。在换热管材质及尺寸已经确定的情况下，似乎只有受压失稳当量长度成为唯一的影响因素。那么，除了用减小折流板间距的方式来降低受压失稳当量长度，以符合校核条件外，还有无其他方法来提高换热管稳定许用压应力？如果有谁知道这些公式的来源或者推导过程，也请告知一下。
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失稳当量有时无法较小，调大换热管的许用应力
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没必要花时间去推导，原理与筒体失稳相同，增加壁厚、增加直径、减小长度，都是办法。
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浅谈U形管式换热器设计
摘 要：管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等特点，在各工业领域中得到最为广泛的应用。近年来尽管受到了其他新型换热器的挑战，单反过来也促进的其自身的发展。在换热器向高参数大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。根据管壳式换热器结构特点，可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器等，本文主要介绍U形管式换热器的设计优缺点和设计中需要注意的问题。
　　关键词：换热器；管壳式换热器；U形管式换热器 　　引言 　　U形管式换热器的典型结构如图所示。这种换热器的结构特点是，只有一块管板，管束由多根U形管组成，换热管的两端固定在同一块管板上，管子可以自由伸缩，当壳体与U形换热管有温差时，不会产生热应力。 　　但由于受弯管曲率半径的限制，其换热管排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利用率较低；壳层流体易容易形成短路，对传热不利，当管子泄漏或损坏时，只有管束外围处的U形管才便于更换，内层换热管坏了不易更换，最直接的办法就是堵死，这就相当于坏一根U形管相当于坏两根直管；如若更换，在工作量上就相当巨大，就不如直接更换管束部件。 　　U形管式换热器的最大特点就是结构简单、价格便宜，承压能力强，适用于管、壳壁温差较大或壳程介质结垢需要去清洗，又不适于采用浮头式和固定管板的场合。特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性强的物料。 　　一、设计中常见问题 　　1、材料方面 　　换热器千变万化，其使用材料也是各种各样，材料不同，其使用功能也有一定的差异，影响着换热器的换热效果，所以材料的选择在换热器的设计中非常重要。另一方面，在材料的选择上，需要考虑的因素比较多，比如客户的喜好、换热器运行的环境、使用人员的不同、工艺的要求、体型的差异等等。但是在实际设计的时候，仍然会出现各种的干扰因素，影响对换热器材料的选择。比如用户要求降低厚度，那么设计人员又要重新根据这一要求进行再次的计算，检验，然后重新做出设计方案；当然，也有客户认为壁厚不够要求增加的，这时候设计人员就应该对用材进行重新选择，既可以满足客户要求，又能达到受力及耐腐蚀条件，还可以节约成本。 　　2、管板方面 　　管板是管壳式换热器最重要的零件之一，用来排布换热管，将管程和壳程的流体分隔开来，避免冷、热流体混合，并同时受管程、壳程压力和温度的作用。 　　材料上，在选择材料时，除力学性能外，还应考虑管程和壳程流体的腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响。当流体无腐蚀或轻微腐蚀时，管板一般采用压力容器常用的碳素钢和低合金钢板或锻件制造；当流体腐蚀性较强时，管板应采用不锈钢、铜、钛等耐腐蚀性材料，或者计算厚度较大时，采用复合管板以降低管板厚度。 　　结构上，当换热器承受高温、高压时，高温和高压对管板的要求是矛盾的。增大厚度可以提高承压能力，两侧流体温差加大时，降低厚度却又能降低管板的热应力，但承压能力随之降低。因此在满足强度的前提下应尽量降低管板厚度。 　　另外由于U形管受弯管曲率半径的影响，多数管板中间隔板处基本不排管，因此在设计过程中可以在满足最小弯曲半径的前提下，中间可考虑斜布管以增加排管数量（如图1），另外由于多管程排管过程中，中间不排管，应在设计过程中增加类似旁路挡板的拉杆或假管（如图2），以防止物料在壳程中发生短路，如下图 　　3、换热管方面 　　换热管的形式除了光管外，还可以采用各种各样的强化传热管，如翅片管，螺旋槽管，螺纹管等。换热管的尺寸主要有14，19，25，38等，采用小直径管，可使单位体积的传热面积增大，结构紧凑，金属耗量减少传热系数提高。经计算，将同筒径的换热器的换热管由25改为19，其传热面积可增加40%左右，节约金属20%以上。但小管径流体阻力大，不便于清洗，易结垢堵塞。所以一般大直径管子用于黏性较大或污浊的流体，小直径的管子用于较清洁的流体。因此如何选择较合理的筒径和换热管的尺寸，从而做到既经济又合理，是设计者的主要任务。 　　二、换热器的优化设计 　　很多时候设计者再换热器的设计中出于麻烦的考虑，往往在筒径和换热管尺寸方面只按照自身习惯考虑，往往忽略了对换热器尺寸的综合考虑，比如压降大时对折流板的选择形式和缺口方向，以及布管角度不闻不问，这是设计者对产品缺少漏失，很大程度上是对材料的一种浪费。 　　只有对换热器进行科学设计，综合全面的考虑各种可能出现的情况，才能最大限度的保证换热器的质量，保障其安全生产，其设计质量的好坏，直接决定着其在生产过程中能够发挥的价值，对于工业来说非常重要。因此，相关设计人员在进行换热器的?O计的时候，一定要考虑全面，尤其是对于容易出现漏洞的地方，要经过反复的核查、检验，只有这样才能确提升换热器的性能，在国内工业生产中，发挥出其应有的价值。 　　参考文献： 　　[1]GB151-2014《热交换器》 　　[2]周新房.浅谈化工压力容器设计选材问题[J].科技视界.2014（26） 　　[3]《换热器设计手册》钱颂文2002.8
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