シェル{0}}および-熱交換器の具体的な操作手順は何ですか?

時代の進歩と産業の発展に伴い、シェル-および-熱交換器高い熱伝達効率、優れた冷却効果、省エネ機能、強力な耐食性により広く使用されています。-

シェル{0}}およびチューブ熱交換器の構造設計と具体的な操作手順を見てみましょう。{{1}

現在、機械構造の動的解析のほとんどは有限要素解析と実験モード解析に基づいています。この研究では、理論と実験の両方の観点からシェル{1}}および-熱交換器の振動特性を調査します。

1. 有限要素モデルの確立

3D パラメータ化テクノロジーと Pro/Engineer ソフトウェアを使用して、シェル-およびチューブ熱交換器-の実際の構造に基づいて 3D ソリッド モデルが作成されました。モデルは IGES 形式で HyperMesh にインポートされ、解析モデルと設計モデルの一貫性が確保され、解析精度が向上しました。

メッシュ作成には、四面体 10 ノードの 3D ソリッド線形要素が使用され、各ノードは 3 つの並進自由度を持ちました。この要素タイプは、二次反復特性により、不規則なメッシュに適しています。管束、管板、および邪魔板の間の接続には溶接要素が使用されました。最終的なモデルには、17,201 個のノードと 65,601 個の要素が含まれていました。

2. 有限要素モーダルの結果と解析

HyperMesh で作成された有限要素モデルは、固有値解析のために Nastran にインポートされました。構造振動は固有モードの線形結合として表現でき、低次モードの方が動的特性に大きな影響を与えます。-

モーダル解析の結果、シェル{0}}および-熱交換器の固有振動数が 180 Hz を超えていることがわかりました。設計パラメータと動作条件に基づいて、参考文献 [7] の理論計算と組み合わせて、励起周波数は 102Hz と決定されました。この設計は流体-に起因する振動共振を効果的に回避し、その全体的な合理性を裏付けています。

さまざまなモーダル形状を比較すると、1 次、3 次、5 次モードが特に重要であることがわかりました。比較的大きな振動がボルト接続部および流体入口/出口で観察され、これらの開口部の振動方向は流体の流れと一致しており、重大な振動を引き起こす可能性があります。

したがって、設計を改善するには次のことを考慮する必要があります。

• チューブ-側の入口と出口の壁の厚さを増やす
• 取り付け中にボルトのプリロードをチェックし、緩みやシェルからの脱落を防止します

チューブとチューブシート間の接続は、以下を確実にする必要があります。

• 漏れや潜在的な危険を防ぐ優れた気密性
• 軸方向の力に耐えてチューブの抜けを防止する能力-

• 従来の接続方法には次のものがあります。

1. 機械的ローリング拡張

この方法では、熱交換チューブの過膨張または膨張不足が容易に発生し、チューブの内壁に加工硬化が発生する可能性があります。{0}

溝付きまたはフランジ付きの構造は、高い引き抜き抵抗と密閉性が必要な用途に使用されますが、高温での動作には適していません。{0}{1}

熱サイクル下では、拡張した接合部の残留応力が徐々に減少し、シール性能と引き抜き抵抗が低下し、接続不良が発生する可能性があります。{0}構造がシンプルでチューブ交換が容易な利点があります。通常、4MPa 以下の圧力および 300 度以下の温度に適しています。

2. 油圧膨張

油圧膨張により、より均一な応力分布、より高い生産性、より低い労働力、より優れたシール性能が得られます。この方法では、チューブの穴や溝の精度が非常に厳しくなります。

3. 爆発的なチューブの拡張

この方法では、制御された爆薬を使用してチューブを拡張し、チューブシートに接触させます。優れたシール性能と振動や疲労に対する耐性を備えた強力な冶金的結合を実現します。このプロセスには正確な制御と専門知識が必要です。

この概要では、シェル{0}}および-熱交換器の構造上の考慮事項と操作手順について説明し、設計とメンテナンスの専門家の両方に貴重な洞察を提供します。

見積もりを依頼する

シェル-および-チューブ熱交換器に加えて、GNEE は容積式熱交換器、銅製熱交換器、チタン製熱交換器、ヒーター、塩素冷却器、高圧反応器、LPG 貯蔵タンク、極低温貯蔵タンク、VPSA 酸素発生器などの高品質製品も提供しています。上記の製品やその他の製品にご興味がございましたら、お気軽にメールでお問い合わせください。global@gneesteels.com弊社の専門チームがご質問にお答えいたします。

熱交換器の設計パラメータ