煤制氫中壓蒸汽發(fā)生器又被稱之為熱交換器,是冷流體和熱流體以對(duì)流和導(dǎo)熱方式進(jìn)行熱量交換的一種工業(yè)設(shè)備,其中包含煤制氫中壓蒸汽發(fā)生器,煤制氫中壓蒸汽發(fā)生器是石油化工企業(yè)的重要裝備之一。本文涉及到的蒸汽發(fā)生器是一種雙側(cè)均存在U型換熱管的特別形式的換熱器,它的主要部件含有殼體、換熱管、管板、折流板,其中管程流體和殼程流體進(jìn)行換熱,換熱過程中管板同時(shí)遭受來自流體、殼體和管束的載荷、壓力和熱膨脹,所以管板是換熱器中十分重要的零部件。本文用煤制氫中壓蒸汽發(fā)生器作為分析對(duì)象,應(yīng)用數(shù)值計(jì)算方式,通過合理簡(jiǎn)化建立煤制氫中壓蒸汽發(fā)生器有限元模型之后進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。利用有限元軟件對(duì)蒸汽發(fā)生器單獨(dú)施加壓力載荷的應(yīng)力場(chǎng)、單獨(dú)施加溫度載荷的應(yīng)力場(chǎng)以及同時(shí)施加溫度載荷和壓力載荷時(shí)的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。通過對(duì)比分析得出最大應(yīng)力位于管板與管束連接處以及溫度載荷所產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)蒸汽發(fā)生器管板及管束應(yīng)力有很大影響的結(jié)論。依據(jù)熱交換器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于流體誘發(fā)振動(dòng)的主要成因進(jìn)行判斷,單獨(dú)建立不同類型管束的模型并利用有限元軟件對(duì)這些管束進(jìn)行模態(tài)分析,與熱交換器標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行比對(duì)可以得出蒸汽發(fā)生器兩側(cè)所有管束均不會(huì)因橫流速度過大和振幅過大導(dǎo)...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 換熱器概述
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 數(shù)值模擬研究理論概述
        1.3.1 有限元方法的概念及發(fā)展應(yīng)用
        1.3.2 有限元軟件的發(fā)展及應(yīng)用
    1.4 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容及研究意義
        1.4.1 蒸汽發(fā)生器的失效
        1.4.2 項(xiàng)目研究主要內(nèi)容
2 流體力學(xué)基礎(chǔ)和換熱器的換熱現(xiàn)象
    2.1 流體力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 流體力學(xué)基本方程
        2.1.2 定解條件
        2.1.3 湍流模型
    2.2 換熱器的換熱現(xiàn)象
        2.2.1 傳熱學(xué)知識(shí)理論
        2.2.2 對(duì)流換熱問題數(shù)學(xué)描述
        2.2.3 換熱管束內(nèi)流體的層流、湍流流動(dòng)
        2.2.4 熱邊界層的能量傳遞
3 蒸汽發(fā)生器應(yīng)力場(chǎng)熱流固耦合數(shù)值模擬
    3.1 蒸汽發(fā)生器三維模型建立
        3.1.1 蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)尺寸及工藝條件
        3.1.2 有限元模型的建立
    3.2 蒸汽發(fā)生器流場(chǎng)數(shù)值模擬
        3.2.1 流場(chǎng)模擬邊界條件計(jì)算
        3.2.2 流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果
    3.3 應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析
        3.3.1 蒸汽發(fā)生器溫度場(chǎng)分布及約束加載
        3.3.2 流-固耦合模擬計(jì)算
        3.3.3 熱-固耦合模擬計(jì)算
        3.3.4 熱流固耦合模擬計(jì)算
    3.4 小結(jié)
4 流體誘發(fā)振動(dòng)計(jì)算及判斷
    4.1 流體誘發(fā)振動(dòng)理論
    4.2 管束模型建立及驗(yàn)證
    4.3 流體誘發(fā)振動(dòng)的計(jì)算
        4.3.1 流體誘發(fā)振動(dòng)主要成因
        4.3.2 流體誘發(fā)振動(dòng)的判據(jù)
    4.4 小結(jié)
5 蒸汽發(fā)生器的壽命評(píng)估
    5.1 疲勞壽命概況
        5.1.1 安全性的評(píng)定綜述
        5.1.2 疲勞壽命的計(jì)算方法
    5.2 應(yīng)變范圍法壽命評(píng)估
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3953291