管殼式換熱器在石油化工、輕工、制藥等行業(yè)的重要設(shè)備之一。上一世紀(jì)很多國家的學(xué)者，在換熱器管板應(yīng)力分析方面做了大量工作,形成了各國相關(guān)的換熱器管板設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，有代表的是美國TEMA標(biāo)準(zhǔn)和德閏AD規(guī)范。換熱器管板結(jié)構(gòu)的多樣化及受力情況的復(fù)雜化，標(biāo)準(zhǔn)中無法涵蓋一些特殊結(jié)構(gòu)的管板設(shè)計，使工程技術(shù)人員在換熱器管板設(shè)計方面經(jīng)常遇到難以解決的問題。不同國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計的管扳厚度相差甚遠(yuǎn)，說明有必要對管板應(yīng)力作更進(jìn)一步的深人研究。

換熱器管板結(jié)構(gòu)型式多種多樣，各國標(biāo)準(zhǔn)基本是針對固定式(帶法蘭和不帶法蘭）、浮頭式、填料函 式、u形管式幾種結(jié)構(gòu)。很多特殊結(jié)構(gòu)的換熱器管板沒有適用的工程方法，如：雙管板結(jié)構(gòu)、平封頭型 管板、環(huán)形管板、波紋管換熱器管板、前后端非對稱結(jié)構(gòu)，非對稱布管結(jié)構(gòu)管板等等_D應(yīng)針對這些特殊結(jié)構(gòu)的換熱器管板建立力學(xué)分析模型、對管板應(yīng)力進(jìn)行精確的分析計算。

當(dāng)溫度較高時，隨溫度的升高，材料的許用砬力 (設(shè)n庇力強(qiáng)度）急劇下降，應(yīng)采用有限元精確計算管板溫度，合理確定管板材料的設(shè)計應(yīng)力強(qiáng)度。管板汗孔與換熱管連接，管板拉伸和彎曲剛度和未開 孔的平板不同，與管板的開孔率及管板與換熱管連 接結(jié)構(gòu)(換熱管壁厚，換熱管與管扳的焊縫高度）有 關(guān)采用有限元或其它方法分析計算管扳拉伸和 彎曲剛度（當(dāng)量彈性模量和泊桑比管板的應(yīng)力由兩部分組成，一部分由換熱管與殼程筒體軸向變形不協(xié)調(diào)(壓力和溫差引起），管板、 管程筒體、殼程筒體徑向位移不協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)角變形不 協(xié)調(diào)(壓力和溫差引起），在管板上引起的總體彎曲 應(yīng)力和總體薄膜應(yīng)力。

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