專利名稱：一種確定可拆卸板式熱交換器壓緊板厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于確定板式換熱器壓緊板的厚度的方法。
背景技術(shù)：
可拆卸板式換熱器是廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力等行業(yè)的工藝傳熱設(shè)備。可拆卸板式換熱器活動壓緊板與固定壓緊板的主要作用是為設(shè)備承載時(shí)能提供足夠的剛度從而避免壓緊板變形越大，夾緊板之間的間隙越大使得密封膠墊回彈變形過大密封墊片表面的密封壓力降低太多從而發(fā)生泄漏，決定壓緊板變形程度的參數(shù)主要有長度、寬度、厚度、波松比、彈性模量，其中，壓緊板的長、寬由換熱板片大小決定，材料一般選用特定材料，因此，設(shè)計(jì)壓緊板的主要內(nèi)容是確定合適的厚度尺寸在保證密封要求的前提下節(jié)約材料。已公布的中國專利CN101349557B,公開了一種用于固定管板換熱器的確定非均厚薄管板厚度的方法，其關(guān)鍵在于建立非均厚薄管板厚度的數(shù)學(xué)模型，其在無支撐區(qū)的計(jì)算實(shí)際上是一個(gè)為滿足由于熱膨脹而引起的應(yīng)力彎矩的剛度校核，其實(shí)質(zhì)上為引用的重型機(jī)械中管撐彈簧的計(jì)算模型。上述厚度計(jì)算方法為采用通用的計(jì)算模型，即通用的解析表達(dá)式，其基于許用應(yīng)力要求選擇厚度，導(dǎo)致其強(qiáng)度計(jì)算公式偏于保守，所計(jì)算得到的厚度尺寸富裕量較大。如上述專利，可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的設(shè)計(jì)方法主要有兩類。一是數(shù)值模擬方法可根據(jù)計(jì)算得到的不同變形值、應(yīng)力大小設(shè)計(jì)壓緊板厚度，但計(jì)算周期較長，計(jì)算過程復(fù)雜，不易被多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員掌握，二是采用通用的解析表達(dá)式，板式換熱器國家標(biāo)準(zhǔn)NBT 47004-2009依據(jù)設(shè)計(jì)壓力列出了壓緊板厚度的選取尺寸。制冷用板式換熱器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB8701參照平板封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式給出了制冷用板式換熱器壓緊板厚度的設(shè)計(jì)表達(dá)式。該類設(shè)計(jì)方法存在的優(yōu)點(diǎn)是適用于計(jì)算壓緊板長和寬尺寸、材質(zhì)、載荷不同的壓緊板厚度，計(jì)算方法簡單，不足是基于許用應(yīng)力要求或依據(jù)設(shè)計(jì)壓力選擇壓緊板厚度，而板式換熱器壓緊板主要失效形式是泄漏而非斷裂或屈服，上述方法的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中采用的是許用應(yīng)力而沒有采取對橡膠墊處泄漏有直接影響的壓緊板剛度控制參數(shù)且提供的強(qiáng)度計(jì)算公式也偏于保守，導(dǎo)致計(jì)算的壓緊板尺寸富裕量過大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)難點(diǎn)，本發(fā)明目的在于提供一種基于剛度要求的確定可拆卸板式換熱壓緊板厚度的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，提供一種確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于，基于剛度控制參數(shù)即換熱器活動壓緊板變形曲面切線相對位于垂直方向的許用偏轉(zhuǎn)角，并引入修正系數(shù)對開有角孔的固定壓緊板進(jìn)行厚度補(bǔ)強(qiáng)，以計(jì)算可拆卸板式換熱器壓緊板的厚度；所述方法包括以下步驟:
步驟(一):計(jì)算水壓試驗(yàn)條件下?lián)Q熱器所有夾緊螺栓的夾緊載荷；步驟(二):通過步驟(一)中所獲得的所述夾緊載荷計(jì)算所述夾緊螺栓在水壓試驗(yàn)壓力下對所述壓緊板施加的彎矩；步驟(三):計(jì)算與壓緊板長寬比值有關(guān)的特征參數(shù)；步驟(四):通過步驟(三)中所獲得的上述特征參數(shù)計(jì)算活動壓緊板厚度；步驟(五):利用上述活動壓緊板的厚度計(jì)算獲得固定壓緊板的厚度。較佳的，所述計(jì)算水壓試驗(yàn)條件下螺栓載荷的步驟(一)為:
權(quán)利要求
1.一種確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于，基于剛度控制參數(shù)即換熱器活動壓緊板變形曲面切線相對位于垂直方向的許用偏轉(zhuǎn)角，并引入修正系數(shù)對開有角孔的固定壓緊板進(jìn)行厚度補(bǔ)強(qiáng)，以計(jì)算可拆卸板式換熱器壓緊板的厚度； 所述方法包括以下步驟: 步驟(一):計(jì)算水壓試驗(yàn)條件下?lián)Q熱器所有夾緊螺栓的夾緊載荷； 步驟(二):通過步驟(一)中所獲得的所述夾緊載荷計(jì)算所述夾緊螺栓在水壓試驗(yàn)壓力下對所述壓緊板施加的彎矩； 步驟(三):計(jì)算與壓緊板長寬比值有關(guān)的特征參數(shù)； 步驟(四):通過步驟(三)中所獲得的上述特征參數(shù)計(jì)算活動壓緊板厚度； 步驟(五):利用上述活動壓緊板的厚度計(jì)算獲得固定壓緊板的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于，所述計(jì)算水壓試驗(yàn)條件下螺栓載荷的步驟(一)為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于， 步驟(二)中計(jì)算夾緊螺栓在水壓試驗(yàn)壓力下對壓緊板施加的彎矩: M0 = ffp/2Xe/a (2) M0表示夾緊螺栓對壓緊板在單位高度上施加的彎矩，e代表夾緊螺栓中心線距離橡膠密封墊片中心線的距離，a代表固定壓緊板上、下角孔中心線沿高度方向的跨距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于， 步驟(三)中計(jì)算與壓緊板長-寬比值有關(guān)的特征參數(shù)的步驟為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于，所述計(jì)算活動壓緊板厚度的步驟(四)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其特征在于，所述計(jì)算固定壓緊板厚度的步驟(五)為:
全文摘要
一種確定可拆卸板式換熱器壓緊板厚度的方法，其基于剛度控制參數(shù)即換熱器活動壓緊板變形曲面切線相對位于垂直方向的許用偏轉(zhuǎn)角，并引入修正系數(shù)對開有角孔的固定壓緊板進(jìn)行厚度補(bǔ)強(qiáng)，以計(jì)算可拆卸板式換熱器壓緊板的厚度；所述方法包括以下步驟(一)計(jì)算水壓試驗(yàn)條件下?lián)Q熱器所有夾緊螺栓的夾緊載荷；(二)通過步驟(一)中所獲得的所述夾緊載荷計(jì)算所述夾緊螺栓在水壓試驗(yàn)壓力下對所述壓緊板施加的彎矩；(三)計(jì)算與壓緊板長寬比值有關(guān)的特征參數(shù)；(四)通過步驟(三)中所獲得的上述特征參數(shù)計(jì)算活動壓緊板厚度；(五)利用上述活動壓緊板的厚度計(jì)算獲得固定壓緊板的厚度。
文檔編號G01B21/08GK103217135SQ201210267060
公開日2013年7月24日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者周文學(xué), 唐海, 張曼麗, 常春梅 申請人:蘭州冠宇傳熱與節(jié)能工程技術(shù)研究有限公司, 蘭州蘭石換熱設(shè)備有限責(zé)任公司, 機(jī)械工業(yè)蘭州石油鉆采煉油化工設(shè)備質(zhì)量檢測所有限公司