文档介绍：南京工业大学硕士论文答辩
水平管式蒸发器管板的轻量化设计及校核
机械与动力工程学院动力工程
答辩人:于亚菲导师:陈晔教授
许志兴高级工程师
01. 绪论
A
B
02. 薄管板厚度取值范围的估算
03. 蒸发管与管板焊接温度场的有限元计算
C
D
04. 焊接结构残余应力场分析
05. 水平管蒸发器的整体结构验证及工况校核
E
F
06. 结论与展望
目录
课题来源与背景
01
设计研究概况
02
本课题主要研究内容
03

随着科技、经济的飞速发展,生活和工业污水的过度排放及水资源的短缺已经成为我管降膜蒸发技术是一种高效、节能,适用面更广的膜蒸发技术,因其特点在海水淡化,工业废水处理和垃圾渗滤液处理领域具有较好的发展前景。
由于缺乏相关的规范和参考数据,确保管板的加工精度并将其与蒸发管、筒体焊接后所可能引起的焊接变形量控制在不影响蒸发管平行度的条件下,跟一般蒸发器或换热器的管板厚度相比此台水平管式蒸发器的管板较厚。
在蒸发器的低压工况条件下,结合规范计算方法,探讨不同厚度管板在焊接过程中所形成的焊接残余应力及变形的影响区域。

管板是管壳式换热器的主要零件之一,在蒸发器中也起到了至关重要的作用。合理的管板设计能够节约材料、降低成本,并且能够确保安全使用。
由于在实际中,管板的受力情况比较复杂,在研究中会将实际情况假设理想化,从而能够进行强度的分析、理论的推导和结论的论证。
20世纪30年代开始,研究者们开展了对焊接应力应变的研究和分析工作。上世纪中旬,国外的专家已经开展了关于焊接数值模拟的多方面研究。
20世纪70年代,有学者将有限元法应用到焊接模拟当中,做到了分析复杂的焊接动态应力应变过程。
在最近的20年,随着计算机水平的提高和大家关于有限元认识的进一步完善,在焊接领域数值模拟得到了迅速发展与应用。

,采用规范计算和有限元分析相结合的方法,对其管板厚度进行轻量化设计。
讨论薄管板在焊接后的残余应力与变形,并以此评判管板轻量化对管板焊接变形的影响。
在此基础上,对减薄管板后的水平管式蒸发器进行结构强度和管束变形评定。
结构尺寸及设计条件
01
管板厚度的估算
02

管板结构尺寸以及与管板有关的蒸发器筒体尺寸为:管板直径,筒体内径,筒体壁厚;蒸发管为,552根,矩形排列;蒸发管水平中心距,垂直中心距。
设计计算条件
01
TEMA规范设计方法
厚度公式
圆整后
02
GB151-2014热交换器标准
厚度公式
圆整后
03
AD规范
厚度公式
圆整后

01
焊接的有限元基础
焊接几何模型建立
02
03
焊接结构物理模型
04
焊接温度场