螺旋套管换热器大变形与热应力分析

作     者：刘少北 鲍泽威 范沐易 黄卫星 LIU Shao-bei;BAO Ze-wei;FAN Mu-yi;HUANG Wei-xing

作者机构：四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 四川大学化学工程学院四川成都610065 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 

基　　金：中国制造2025四川行动计划(2018CD00259) 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室开放基金资助项目(GK201909) 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第3期

页      码：288-291页

摘      要：采用“流-固”共轭传热与“热-固”单向耦合的方法,分析了螺旋套管换热器对流换热特性、热膨胀大变形以及对热应力计算的影响。结果表明:受离心力影响,螺旋管及夹层流体质点形成二次流混合强化螺旋外侧换热,螺旋内管外侧比同一截面内侧点温度更低;在高温换热工况下,在螺旋管因热膨胀而出现显著的变形,其变形量与管壁厚度处于同一数量级,高温工况下螺旋套管换热器热应力计算属于大变形问题,采用大变形有限单元非线性计算结果比小位移线性计算的热应力更大、更加符合实际。最后,以减小热应力为优化目标,对螺旋套管T型接头布置方位进行了优化,当接管径向布置时热应力比轴向布置减小约1/3。

主 题 词：螺旋套管换热器 热膨胀 大变形 热应力 结构优化 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 080702[080702] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3997.2024.03.059

馆 藏 号：203126652...