预应力固定管板式换热器分析与设计技术研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-21页 |
| 1.1 换热器概述 | 第12页 |
| 1.2 固定管板式换热器 | 第12-13页 |
| 1.3 常规降低温差应力的措施 | 第13-15页 |
| 1.4 预应力技术 | 第15-17页 |
| 1.5 国内外管壳式换热器仿真分析发展状况 | 第17-19页 |
| 1.6 研究意义以及内容 | 第19-21页 |
| 1.6.1 研究意义 | 第19页 |
| 1.6.2 研究内容 | 第19-21页 |
| 第二章 数值模拟仿真基础与模型的建立 | 第21-32页 |
| 2.1 管壳式换热器的数值模拟仿真 | 第21-22页 |
| 2.2 流体流动与传热控制方程 | 第22-24页 |
| 2.2.1 质量守恒方程 | 第22页 |
| 2.2.2 动量守恒方程 | 第22-23页 |
| 2.2.3 能量守恒方程 | 第23-24页 |
| 2.3 湍流模型 | 第24-26页 |
| 2.3.1 零方程模型 | 第24页 |
| 2.3.2 一方程模型 | 第24-25页 |
| 2.3.3 k -ε两模方程模型 | 第25-26页 |
| 2.4 有限元模型的建立 | 第26-29页 |
| 2.4.1 建立模型 | 第26-28页 |
| 2.4.2 有限元网格划分 | 第28-29页 |
| 2.5 边界条件设置 | 第29页 |
| 2.6 数值模拟求解器设置 | 第29-31页 |
| 2.6.1 选择流场分析模型 | 第29-30页 |
| 2.6.2 材料属性设置 | 第30页 |
| 2.6.3 能量方程设置 | 第30页 |
| 2.6.4 压力与速度耦合方式 | 第30页 |
| 2.6.5 松弛因子的确定 | 第30页 |
| 2.6.6 收敛标准的确定 | 第30-31页 |
| 2.7 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 固定管板式换热器热-结构耦合分析 | 第32-51页 |
| 3.1 热-结构耦合分析法 | 第32-33页 |
| 3.1.1 顺序耦合分析 | 第32页 |
| 3.1.2 直接耦合分析 | 第32页 |
| 3.1.3 热-结构耦合分析方法的实现 | 第32-33页 |
| 3.2 温度加载方式的选择 | 第33页 |
| 3.3 ANSYS与FLUENT温度场插值方法 | 第33-35页 |
| 3.3.1 模型的对应性 | 第33-34页 |
| 3.3.2 FLUENT温度场的插值求解 | 第34-35页 |
| 3.4 温度场分析 | 第35-42页 |
| 3.4.1 整体温度云图分析 | 第35-36页 |
| 3.4.2 管板温度云图分析 | 第36-39页 |
| 3.4.3 壳体温度云图分析 | 第39-40页 |
| 3.4.4 换热管温度云图分析 | 第40-41页 |
| 3.4.5 温度场的分析结论 | 第41-42页 |
| 3.5 热应力分析 | 第42-49页 |
| 3.5.1 温度对材料性能参数的影响 | 第42-43页 |
| 3.5.2 热应力分析结果 | 第43-47页 |
| 3.5.3 壳体热应力分析 | 第47-49页 |
| 3.5.4 换热管热应力分析 | 第49页 |
| 3.6 本章小结 | 第49-51页 |
| 第四章 不同组合工况下的应力叠加分析 | 第51-69页 |
| 4.1 ANSYS等效线性化处理方法 | 第51-53页 |
| 4.1.1 等效线性化 | 第51页 |
| 4.1.2 评定截面的定义 | 第51-52页 |
| 4.1.3 应力强度计算以及评定 | 第52-53页 |
| 4.2 壳程压力载荷对管板应力强度的影响 | 第53-56页 |
| 4.3 管程压力载荷对管板应力强度的影响 | 第56-58页 |
| 4.4 温度载荷对管板应力强度的影响 | 第58-61页 |
| 4.5 预变形载荷加载分析 | 第61-65页 |
| 4.5.1 预变形加载方式的选择 | 第61-62页 |
| 4.5.2 预变形载荷对管板应力强度的影响 | 第62-65页 |
| 4.6 组合工况下的应力叠加分析 | 第65-68页 |
| 4.6.1 预变形载荷加载前后的应力叠加分析 | 第65-67页 |
| 4.6.2 应力叠加分析法与间接耦合分析法的对比 | 第67-68页 |
| 4.7 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 管板应力拟合公式综合分析 | 第69-90页 |
| 5.1 影响管板强度的相关参数 | 第69-71页 |
| 5.2 确定管壳间温差引起的当量压力载荷 | 第71-74页 |
| 5.3 管板应力拟合公式的确定 | 第74-80页 |
| 5.4 管板应力拟合公式的验证分析 | 第80-82页 |
| 5.4.1 常规换热器管板强度的校核分析 | 第81-82页 |
| 5.4.2 预应力换热器管板应力强度的校核分析 | 第82页 |
| 5.5 管板厚度设计公式对比分析 | 第82-84页 |
| 5.6 管板应力实例分析 | 第84-89页 |
| 5.7 本章小结 | 第89-90页 |
| 第六章 实验测试与模拟仿真对比分析 | 第90-101页 |
| 6.1 实验准备工作 | 第90-93页 |
| 6.1.1 实验平台系统 | 第90-91页 |
| 6.1.2 布片方案 | 第91-92页 |
| 6.1.3 贴片与防护 | 第92页 |
| 6.1.4 预变形加载 | 第92-93页 |
| 6.2 实验测试流程 | 第93页 |
| 6.3 实验验证分析 | 第93-100页 |
| 6.3.1 实验数据处理方法 | 第93-94页 |
| 6.3.2 模拟仿真对比路径的定义 | 第94页 |
| 6.3.3 正常操作工况下的应力测试分析 | 第94-96页 |
| 6.3.4 预变形载荷作用下的应力测试分析 | 第96-100页 |
| 6.4 实验误差分析 | 第100页 |
| 6.5 本章小结 | 第100-101页 |
| 结论 | 第101-103页 |
| 参考文献 | 第103-108页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第108-109页 |
| 致谢 | 第109-110页 |
| 附件 | 第110页 |
