1. 研究目的与意义
早在上个世纪30年代英国马尔斯顿*艾克歇尔瑟公司就研制出了板翅式换热器,其最初是用在航天发动机散热系统上。经过近80年的发展,板翅式换热器已在多个领域得到应用。板翅式换热器主要是由隔板和翅片为主要组成部件的换热器。与其他换热器相比,板翅式换热器具有以下的特点:(1)板翅式换热器传热效率高;(2)板翅式换热器结构紧凑;(3)板翅式换热器适应性好;(4)板翅式换热器组合方式多
由于板翅式换热器众多传热优点和良好发展前景,目前板翅式换热器的研究也越来越多。板翅式换热器在不同载荷,特别是交变载荷作用下,会因疲劳而使隔板产生裂纹,发生泄露,使板翅式换热器失去做工作能力。因此,板翅式换热器强度分析是目前换热器研究的一个重要趋势。
2. 国内外研究现状分析
美国传热研究公司是一个国际性,非赢利的合作研究机构,在换热器研究方面已经取得了重大的研究成果。经过70年的发展,目前板翅式换热器作为一种高效、紧凑、轻巧的换热设备,已在石油化工、航空航天、电子、原子能、武器工业、冶金、动力工程和机械等领域得到广泛应用,并在利用热能、回收余热、节约原料、降低成本以及一些特殊用途上取得显著的经济效益。超常规强度计算中,可以模拟出应力分布图,使常规方法无法得到的计算结果能更方便,快捷,准确地得到,使换热器更加安全可靠。这一技术随着计算机应用的发展,将带来技术水平的飞跃。将会逐步取代强度试验,摆脱实验室繁重的劳动强度。
国内许多专家学者对板翅式换热器也有较深研究,尤其是涂善东,凌祥等教授对封头强度及极限载荷研究以及王晓明,朱朔元对封头强度极限载荷的研究取得了重大成果,他们应用ASME锅炉和压力容器标准第八卷第二册中AD140设计准则!对在最大允许设计压力作用下的封头最大应力点进行了评定,得到了板翅式换热器不同结构形式封头相应的特点和应用范围,为板翅式换热器封头的设计提供了可行性方法和依据。
3. 研究的基本内容与计划
本课题的研究内容主要是用3003铝合金制成的板翅式换热器能承受的最大工作压力,分析不同参数的翅片承受相同压力时,翅片内的应力,并用有限元分析软件ansys模拟。在了解应力分布的基础上,对应力影响因素进行简要分析。
研究计划:
(1)开题报告--------------------------------------------1周
4. 研究创新点
将理论计算与有限元分析进行结合,使分析更精确。
