【正文】 4管板邊緣力矩系數(shù)5管板邊緣剪切系數(shù)6管板總彎矩系數(shù)7系數(shù)8系數(shù)9系數(shù)10管板徑向應(yīng)力系數(shù)11管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)12管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)13管程壓力作用下殼體法蘭力矩系數(shù)14管板的徑向應(yīng)力 15管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力 16管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力17法蘭的外徑與內(nèi)徑之比18系數(shù)GB150—1998表9—51119殼體法蘭應(yīng)力 20換熱管的軸向應(yīng)力21殼程圓筒的軸向應(yīng)力022一根換熱管管壁金屬的橫截面積23換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力=d、只有管程設(shè)計(jì)壓力 ， 而殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=0 ，同時(shí)計(jì)入膨脹節(jié)變形差(≠0)時(shí)：序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式數(shù)值備注1殼程圓筒材料線(xiàn)膨脹系數(shù)1/℃GB150—19982換熱管材料線(xiàn)膨脹系數(shù)1/℃GB150—19983沿長(zhǎng)度平均的換熱管金屬溫度℃GB151—1999附錄F4沿長(zhǎng)度平均的換熱管金屬溫度℃GB151—1999附錄F5制造環(huán)境溫度℃206換熱管與殼程圓筒的膨脹變化差7有效壓力組合8基本法蘭力矩系數(shù)9管板邊緣力矩系數(shù)10管板邊緣剪切系數(shù)11管板總彎矩系數(shù)12系數(shù)13管板徑向應(yīng)力系數(shù)14管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)15管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)16殼體法蘭力矩系數(shù)17管板的徑向應(yīng)力18管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力 19管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力20殼體法蘭應(yīng)力 21換熱管的軸向應(yīng)力22殼程圓筒的軸向應(yīng)力023換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力：序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式數(shù)值備注1管板計(jì)算厚度502殼程腐蝕裕量23管程腐蝕裕量14管板的實(shí)際厚度54 是否安裝膨脹節(jié)的判定：、b、c、d 計(jì)算結(jié)果可以看出：四組危險(xiǎn)組合工況下，換熱管與管板的連接拉托力均沒(méi)超過(guò)設(shè)計(jì)許用應(yīng)力，并且各項(xiàng)應(yīng)力均沒(méi)超過(guò)設(shè)計(jì)許用應(yīng)力。16筒體厚度817法蘭頸部大端有效厚度1418螺栓中心至法蘭頸部與法蘭背面交的徑向距離10619螺栓中心距作用處的徑向距離12020螺栓中心處至作用位置處的徑向距離21作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力22流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力差23操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓力24法蘭操作力矩N℃）冷凝段管外壁溫度:℃誤差校核:℃誤差不大 管程壓力降計(jì)算管程水的流速:m∕s管程雷諾準(zhǔn)數(shù)：管程摩擦系數(shù): 壓降結(jié)垢校正系數(shù):沿程壓降:管程數(shù): 管程回彎次數(shù): n=0回彎壓降: 取管程出入口接管內(nèi)徑:管程出入口流速:局部壓降:管程總壓降:管程允許壓降: 符合壓降要求。η導(dǎo)出水蒸汽流量G2，r為t2’時(shí)的汽化潛熱r=水蒸汽流量：G2==㎏／s冷卻段傳熱量:Q2=G2Cp2(tit2”) =103() =冷凝段傳熱量:=G2r=103=設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為t3根據(jù)熱量衡算：==℃ 有效平均溫差計(jì)算逆流冷卻段平均溫差:逆流冷凝段平均溫差:由于是單殼程，單管程換熱器不用溫差校正系數(shù)故冷卻段：有效平均溫差：℃冷凝段：有效平均溫差：℃ 管程換熱系數(shù)計(jì)算初選冷卻段傳熱系數(shù): = 900w／（m℃)冷凝段：= /(m℃)管程水粘度μ1=104 Pa（4）考慮到結(jié)構(gòu)性能，需要優(yōu)先考慮空氣冷卻藝術(shù)和工藝需要。在90176。（2）“A”類(lèi)支撐設(shè)備在0176。,45176。根據(jù)結(jié)果分析，安裝在垂直防風(fēng)墻上的“A”類(lèi)支撐設(shè)備的形狀系數(shù)比彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微大一些，最明顯的不同是90度風(fēng)方向角。(2）考慮到藝術(shù)和工藝的需要直接空氣冷凝技術(shù)是用冷空氣直接冷卻輪船排放的廢氣，冷空氣由大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，所以充分利用冷空氣是非常重要的。45176。彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)稍微大一些。3．3．1我的形狀系數(shù)的對(duì)比分析根據(jù)圖7，彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小些，那些降低值與不同的彎曲形式是不同的。在90176。風(fēng)方向角下的“A”類(lèi)支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布具有良好比例分部，“A”類(lèi)支撐結(jié)構(gòu)的每個(gè)截面形狀系數(shù)幾乎是完全相同的。風(fēng)方向角處彎曲其高度的三分之一的防風(fēng)墻情況。根據(jù)分析的結(jié)果，在所有情況下防風(fēng)墻迎風(fēng)面的壓力系數(shù)是正的，數(shù)值是非常大的。盡管不同地貌風(fēng)高的梯度不同，為了在實(shí)踐中方便使用，依據(jù)風(fēng)速梯度的平等原則往往把風(fēng)高梯度看作參考點(diǎn)高度。Z是隨機(jī)的高度，Uz是平均風(fēng)速。方向角和防風(fēng)墻彎曲三分之一高度及計(jì)算網(wǎng)格下的模型。 該模型分為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)，它的表面和流場(chǎng)的邊面接口被分散成若干三角單位，網(wǎng)格尺寸從最小按照增加率由最近到最遠(yuǎn)距離依次增加，其表面網(wǎng)格密度最低。根據(jù)40%通風(fēng)率和由于其空隙很窄，空氣冷凝片常被模擬成有一些狹長(zhǎng)孔的長(zhǎng)方體。通過(guò)相同的通風(fēng)率，桁架是為了獲得良好的網(wǎng)格而被簡(jiǎn)化。角度間隔為45176。在逆時(shí)針?lè)较蛏洗怪狈里L(fēng)墻被標(biāo)注為A,B,C,D和彎曲防風(fēng)墻被標(biāo)注為A，B1，B2，C，D1,D2。防風(fēng)墻，“A”類(lèi)支撐設(shè)備和直徑80米的風(fēng)扇安裝在鋼桁架的頂端。盡管在國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于其它建筑物風(fēng)載荷的詳細(xì)數(shù)據(jù)，但是關(guān)于空氣冷卻設(shè)備風(fēng)載荷的數(shù)據(jù)卻很少。目前為止在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中風(fēng)的很多參數(shù)依舊不得而知，需要對(duì)防風(fēng)墻結(jié)構(gòu)形式作更深入的研究。由于生產(chǎn)的需要，它的體型很特別，它的表面風(fēng)壓分布很復(fù)雜，在其垂直方向上它的質(zhì)量和硬度是不均勻分布的，這是一種典型的鋼筋混凝土垂直結(jié)構(gòu)﹙如圖1﹚。強(qiáng)烈的颶風(fēng)往往會(huì)使結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)斷裂裂紋。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，獲得了防風(fēng)墻和最合理的防風(fēng)墻形式下“A”類(lèi)形狀設(shè)備的形狀系數(shù)。通過(guò)CFD軟件直觀的模擬出這種設(shè)備的表面風(fēng)載荷分布情況。 design。 換熱器在工、農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，在日常生活中傳熱設(shè)備也隨處見(jiàn)，是不可缺少的工藝設(shè)備之一。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來(lái)補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。固定管板式換熱器由兩端管板和殼體構(gòu)成。 本次設(shè)計(jì)為固定管板式換熱器，固定管板式換熱器主要由管箱、管板、殼體、換熱管、折流板、拉桿、定距管、封頭等組成。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，為了避免較高的溫差應(yīng)力，通常在殼程的適當(dāng)位置上，增加一個(gè)補(bǔ)償圈（膨脹節(jié)）。本設(shè)計(jì)是按照GB151《管殼式換熱器》和GB150《鋼制壓力容器》設(shè)計(jì)的。s attention.Keywords: heat exchanger。這是一種典型的鋼混泥土垂直混合設(shè)備。獲得了防風(fēng)墻和在不同方向下“A”類(lèi)支撐設(shè)備的任一截面形狀系數(shù)。1介紹在設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)是非常重要的。在大的火力發(fā)電廠空氣冷凝器支撐設(shè)備是一種新的特殊的工業(yè)結(jié)構(gòu)。在中國(guó)結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范中沒(méi)有關(guān)于空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)參數(shù)的數(shù)據(jù)。風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬能夠很好的研究建筑物表面風(fēng)載荷。2 風(fēng)動(dòng)數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)原型1000MW空氣冷凝支撐設(shè)備是一種典型的鋼筋混凝土垂直混合設(shè)備（見(jiàn)圖2）?！癆”類(lèi)支撐設(shè)備從左到右依次為M1到M20﹙見(jiàn)圖3﹚。和90176。 模型排列2．3模型和計(jì)算理論2．3．1機(jī)構(gòu)模型 整個(gè)1000MW空氣冷凝設(shè)備的維度模擬是用流暢軟件建立的，這個(gè)圓筒是通過(guò)模擬1．9米半徑和47．8米高的圓柱得到的。典型的支撐結(jié)構(gòu)被模擬成1米厚的長(zhǎng)方體和它的頂部被模擬成1．8米的半徑缸。該模型被放置在流動(dòng)方向三分之一處，﹪到3%，它滿(mǎn)足圓周運(yùn)動(dòng)場(chǎng)需求。在圖5和圖6中分別表示的是在0176。速度隨著高度而發(fā)生變化，變化函數(shù)如下 Z和U的參考高度為10米。 2．3．4參考點(diǎn) 參考點(diǎn)的選擇需要根據(jù)后面的計(jì)算結(jié)果而確定。3結(jié)果分析3．1防風(fēng)墻形狀系數(shù)和分布特性在圖7中畫(huà)出了所有情況下防風(fēng)墻的形狀系數(shù)。在圖8中描繪了垂直防風(fēng)墻迎風(fēng)面壓力系數(shù)和在0176。根據(jù)分析結(jié)果，在0176。是一個(gè)斜角度，防風(fēng)墻和“A”類(lèi)支撐結(jié)構(gòu)能阻止一些氣流，環(huán)繞在這類(lèi)支撐結(jié)構(gòu)的氣流流向遠(yuǎn)離風(fēng)的末端。根據(jù)圖1 0，從靠近風(fēng)的一端到遠(yuǎn)離風(fēng)的一端其顏色由綠色變化到黃色，這表明靠近風(fēng)的負(fù)壓比遠(yuǎn)離風(fēng)的負(fù)壓大。通過(guò)表2，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)稍微小一些。3．3．2 “A”類(lèi)結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析(1)考慮到設(shè)備的需要通過(guò)圖9，三種防風(fēng)墻分別在0176。這表明彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更加合理。所以防風(fēng)墻與空氣冷凝器的利用率直接相關(guān)。得出以下結(jié)（1）我們能夠得到安裝在垂直防風(fēng)墻，彎曲其高度三分之一防風(fēng)墻，彎曲其高度一半防風(fēng)墻和在0176。彎曲其高度三分之一和彎曲其高度一半防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小一些。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓是很大的，遠(yuǎn)離風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓呈逐漸下降趨勢(shì)?？紤]到藝術(shù)和工藝需要，垂直防風(fēng)墻更加合理。℃)管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得λ1= /(m℃)殼程水蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得：冷卻段:λ2=(ms殼程水蒸汽普朗特?cái)?shù)查物性表得：冷卻段:Pr2 =冷凝段: = 傳熱量與水蒸汽流量計(jì)算取定換熱效率η=則設(shè)計(jì)傳熱量:Q0=G1Cp1（t1”－t1’）1000／3600=195000（9321）1000/3600=107W由Q0=G2［r+Cp2（t2’－t2”）］℃/w) 由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻可以忽略不計(jì)冷卻段總傳熱系數(shù):傳熱面積比為:(合理)冷凝段總傳熱系數(shù):傳熱面積比為:（合理） 管壁溫度計(jì)算設(shè)定冷凝段的長(zhǎng)度: L==冷卻段的長(zhǎng)度: =冷卻段管外壁熱流密度計(jì)算: w／﹙m2﹒℃﹚冷卻段管外壁溫度：℃誤差校核:℃誤差不大冷凝段管外壁熱流密度計(jì)算:w∕（m2B． 計(jì)算；序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)