典型化工设备设计_温差应力

典型化工设备设计_温差应力第四节温差应力一.管壁与壳壁温度差引起的温差应力二.管子拉脱力的计算——限于管子与管板胀接情况。1.介质压力和温差力对管板的作用：假设管壁温度＞壳壁温度2.拉脱力的计算计算的目的：保证胀接接头的牢固连接和良好的密封性。拉脱力定义：管子每平方米胀接周边上所受的力，单位为帕。引起拉脱力的因素为：操作压力和温差力。（1）操作压力引起的拉脱力qp:介质压力作用的面积f如图示介质压力p，取管程压力和壳程压力两者中的较大者。管子外径为d0；管子胀接长度为l。则拉脱力为：（2）温差力引起的拉脱力qt：每根管承受温差力为σt×at...

第四节温差应力一.管壁与壳壁温度差引起的温差应力二.管子拉脱力的计算——限于管子与管板胀接情况。1.介质压力和温差力对管板的作用：假设管壁温度＞壳壁温度2.拉脱力的计算计算的目的：保证胀接接头的牢固连接和良好的密封性。拉脱力定义：管子每平方米胀接周边上所受的力，单位为帕。引起拉脱力的因素为：操作压力和温差力。（1）操作压力引起的拉脱力qp:介质压力作用的面积f如图示介质压力p，取管程压力和壳程压力两者中的较大者。管子外径为d0；管子胀接长度为l。则拉脱力为：（2）温差力引起的拉脱力qt：每根管承受温差力为σt×at。则拉脱力为：（3）合拉脱力：两者使管子受力方向相同—取之和；两者使管子受力方向相反—取之差。（4）拉脱力判据：计算合拉脱力必须小于许用拉脱力：q＜[q]管端不卷边，管板孔不开槽——取2.0MPa。管端卷边或管板孔开槽——取4.0MPa。许用拉脱力[q]的确定：三.温差应力的补偿目的：解决壳体与管束轴向变形的不一致性。或者说，消除壳体与管子间的刚性约束，实现壳体和管子自由伸缩。补偿方法：1.减小壳体与管束间的温度差使传热膜系数大的流体走壳程；壳壁温度低于管壁温度时，对壳体进行保温。2.装设挠性构件壳体上安装膨胀节；（见书P170图7-39）将直管制成带S形弯的管。如氨合成塔内的冷管：膨胀节结构及设置——装在固定管板式换热器上的挠性元件。1.膨胀节的作用：作用：对管子与壳体的膨胀变形差进行补偿，以消除或减小温差应力；2.结构形式：1）平板焊接膨胀节；2）波形膨胀节；3）夹壳式膨胀节4）波纹管3.必须设置膨胀节的条件：满足下述条件之一者：4.膨胀节的选用及安装依据标准：GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》安装注意：1）与壳体对接焊，保证焊透；2）要进行无损探伤；3）最低点设置排液孔。3.采用壳体与管束自由伸缩的结构（1）填料函式换热器填料函结构之三（2）浮头式换热器浮头式换热器结构之二4.套管式结构如三十万吨合成氨装置中的废热锅炉；氨合成塔中双套管式触煤筐冷管结构

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