固定管板式换热器管板与换热管的可靠性分析.pdf

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1、第4O卷第9期当代化工Vo1．40，No．92011年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2011固定管板式换热器管板与换热管的可靠性分析时黛，谢禹钧，林国庆(辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：主要利用ANSYS有限元软件对固定管板式换热器管板与换热管进行应力分析，获得了该结构的应力强度分布图，可知该结构的最大应力强度发生在简体与管板的连接处，最大应力强度为160．1．33MPa。然后在应力分析的基础上，利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对该结构进行可靠性分析，经过分析获得了其在置信度为95％且

2、初值极限状态z<0(Z=r，一r，)，其中为材料的屈服强度，一为容器在使用过程中出现的最大应力)的情形下的概率平均值为3．2648％，即说明容器的可靠度为96．7352％，并绘制了z在置信度为95％的情形下的分布图和输出结果参数的灵敏度图，通过此次分析证明了该固定管板式换热器管板与换热管结构是安全可靠的。关键词：ANSYS；换热器；管板与换热管；可靠性分析；可靠度中图分类号：TQ050文献标识码：A文章编号：1671—0460(2011)09—0959—04ReliabilityAnalysisofTubePlatesandTubesinFixed__Tube—Sh

3、eetHeatExchangerSHIDai，XIEYu-jun，LINGuo—qing(SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Throughstressanalysisoftubeplatesandtubesinfixedtube．sheetheatexchangerbyANSYSfiniteelementsoftware．theirstressintensitydistributionswereobtained。thes

4、tressintensitydistributionshowedthatthemaximumstressintensityoccurred也econnectedpositionoftubeplateandcylinder,andthemaximumstressintensityvaluewas160．133MPa．Basedonthestressanalysis．reliabilityoftheheatexchangertubeplatesandtubeswasanalyzedbyMonte—CarlomethodinANSYSfiniteelementsottwa

5、re．Theobtainedmeanprobabilitywas3．2648％whenconfidencelevelofthetubeplateandtubeswas95％andinitiallimitstateZ<0(Z=r，一r，)．wasyieldstrengthofmaterialandwasthemaximumstressoccurredduringusingtheheatexchanger．Inotherwords，thereliabi1ityoftheheatexchangerwas96．7352％．distributionandsensitivity

6、ofoutputparametersunder95％confidencelevelweremapped，theanalysisresultsshowedthattheheatexchangertubeplateandtubeswassafe．Keywords：ANSYS；Heatexchanger；Tubeplateandtubes；Reliabi1ityanalysis：Reliabil换热器作为将物料之间热流体的部分热量传递设备及装置的安全可靠性，因此对于固定管板式换给冷流体的传热设备，在人们日常生活及石油化工、热器中换热管与管板的连接工艺就成为了换热器制动力医

7、药、原子能和核工业等行业中有着广泛的应造质量保证体系中关键的控制环节，对换热管与管用，它可作为独立的设备，如加热器、凝汽器、冷板的应力分析以及可靠性分析为换热器的质量提供却器等；也可作为某些工艺设备的组成部分，如一了理论基础。些化工设备中的热交换器等。尤其在耗能用量较大1换热管与管板结构应力分析的化工行业中，换热器在化工生产的热量交换和传递过程中是不可缺少的设备，在整个化工生产设备1．1问题描述中也占有相当的比例。某台固定管板式换热器，换热器筒体内径为在固定管板式热器中换热管与管板之间的连接1000mm，壁厚为10mm，筒体与管板材料均为结构和连接质量决定了换热