Температурные напряжения в конструкциях

Теплообменники кожухотрубчатые с U-образными трубами (ГОСТ 14245—69). Диаметр кожуха теплообменника — от 325 до 1400 мм, условное давление 16, 25, 40, 64 кгс/см , температура от — 30 до 450 °С. Применяются для нагрева и охлаждения жидких и газообразных сред на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Теплообменники могут изготовляться из гладких труб или из труб с накатанными ребрами. Основные размеры и конструкции этих аппаратов мало отличаются от аппаратов, описанных выше. Особенность их — отсутствие плавающей головки. Вместо нее один конец труб имеет U-образную форму, что позволяет свободно перемещаться им при температурных напряжениях. Концы закругленных труб закреплены в неподвижной решетке теплообменника. Аналогичные подогреватели применяются в кипятильниках, устанавливаемых в блоках стабилизации, абсорбции или вторичной перегонки бензина. Все конструктивные элементы [c.174]

Из сопоставления полученных значений напряжений видно, что, как правило, в теплообменниках жесткой конструкции температурные напряжения в трубах превалируют над напряжениями от внутреннего давления и являются обычно определяющими в расчетах на прочность и устойчивость труб и трубных решеток, в также в расчетах на прочность соединения труб с трубной решеткой. [c.159]

В конструкции аппарата (см. рис. 139, г) с разрезной плавающей головкой и двойником, соединяющим части плавающей головки, также обеспечивается противоток. Продольную перегородку приваривают к корпусу. Для уменьшения температурных напряжений в трубчатом пучке иа двойнике может быть установлен компенсатор. [c.172]

Теплообменники жесткой конструкции можно применять только при небольшой разности- температур трубок и кожуха (обычно не более 30—40°С). В остальных случаях необходима компенсация температурных напряжений, возникающих из-за различного теплового расширения кожуха и трубок. В теплообменниках с [c.85]

Температурные напряжения в теплообменниках жесткой конструкции возникают при различной температу зе труб и кожуха, а также когда температура их одинакова, но трубы и кожух изготовлены из разных материалов, коэффициенты удлинения которых сильно отличаются. Рассмотрим наиболее распространенный случай, когда трубки 1 имеют более высокую температуру, чем кожух [c.94]

В случае значительных температурных напряжений на наруж ную трубу устанавливают линзовые компенсаторы, что значитель но усложняет конструкцию теплообменника. В нефтеперерабаты [c.101]

На рис. II.4 изображен кожухотрубчатый холодильник с плавающей головкой, предназначенный для охлаждения (нагревания) жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния. Не закрепленная на кожухе вторая трубная решетка вместе с внутренней крышкой, отделяющей трубное пространство от межтрубного, образуют так называемую плавающую головку. Такая конструкция исключает температурные напряжения в кожухе и трубах. Эти теплообменники, нормализованные в соответствии с ГОСТ 14246—79, могут быть двух-или четырехходовыми, горизонтальными, длиной 3, 6 и 9 м или вертикальными высотой 3 м. Поверхности теплопередачи и основные параметры их сведены в табл. 11.5. [c.24]

Венцовая шестерня крепится жестко к корпусу барабанной сушилки (рис. 11, а) при небольших колебаниях температуры его стенок (когда нет опасности появления больших температурных напряжений) или при помощи пружин (рис. 11, б), опирающихся на стальные площадки, закрепленные на корпусе (при высокой температуре сушильного агента, значительно отличающейся от температуры стенок корпуса при монтаже). При жестком креплении (рис. 11, а) венцовая шестерня / устанавливается на корпусе барабанной сушилки при помощи башмаков 2, прикрепляемых к корпусу болтами 3. При креплении с помощью пружин (рис. 11,6) венцовая шестерня I крепится болтами 2 к продольным плоским пружинам 3, опирающимся на стальные площадки 4, прикрепленные к барабану. Центрируют венцовую шестерню при помощи прокладок 5, устанавливаемых между шестерней и рессорами или между рессорами и площадками. Конструкции креплений венцовой шестерни к корпусу барабанной сушилки приведены в ОСТ 26-01-436—78—ОСТ 26-01-450—78. [c.215]

Оригинальная конструкция ЗИА разработана японской фирмой Мицубиси (рис. П-36). ЗИА обеспечивает перепад давлений в пределах 0,02—0,04 МПа при расходе пирогаза 4—19 т/ч. Аппарат состоит из вертикального корпуса с сепаратором для осушки пара и трубчатых элементов. Трубки, по которым проходит пирогаз, в нижней части охлаждаются водой, движущейся в кольцевом зазоре, образованном спиральными патрубками, смонтированными в кольцевых коллекторах овальной формы. Такая конструкция позволяет снизить температурные напряжения в концевых участках трубок. [c.92]

В теплообменниках с линзовым компенсатором температурное перемещение кожуха частично воспринимается за счет упругой деформации компенсатора. Установка гибких элементов полностью не устраняет температурные напряжения, но значительно снижает их. Теплообменники данной конструкции (рисунок 1.6, б) [c.24]

Температурные напряжения компенсируются различными приемами иногда это достигается конструкцией трубного пучка, [c.342]

По указанной причине теплообменники типа Н используют при небольшой разности температур (менее 50 °С) кожуха и труб, при этом возможна так называемая самокомпенсация конструкции Однако многие аппараты типа Н, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, рекомендованы для работы при еще меньшей разности температур (менее 30 °С). Для исключения значительных температурных напряжений при пуске аппаратов типа Н сначала направляют теплообменную среду в межтрубное пространство, для выравнивания температур кожуха и труб, а з ем вводят среду в трубы. [c.11]

Из выражения (1.7) следует, что при введении компенсатора в конструкцию уменьшение температурных напряжений тем значительнее, чем больше элементов в компенсаторе. Однако число линз не должно быть большим из-за опасности потери устойчивости формы кожуха, особенно если компенсаторы работают на осевое сжатие. [c.23]

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты с плавающей головкой (с подвижной трубной решеткой) являются наиболее распространенным типом поверхностных аппаратов (рис. ХХП-2). Подвижная трубная решетка позволяет трубному пучку свободно перемещаться независимо от корпуса. В аппаратах этой конструкции температурные напряжения могут возникать лишь при существенном различии температур трубок. [c.568]

Однако основной недостаток теплообменников жесткой конструкции — плохая восприимчивость к температурным напряжениям — ограничивает их применение. [c.168]

Все жесткие теплообменники имеют малую длину, чтобы разность абсолютных удлинений не превышала допускаемых величин. Поскольку температурные напряжения велики, теплообменники жесткой конструкции без компенсации применяют только в тех случаях, когда разность между температурами стенок корпуса и труб не превышает 40°С. Когда эта разность более 40°С, корпус аппарата снабжают линзовыми компенсаторами, которые воспринимают температурные деформации (рис. У1-5). Как правило. [c.170]

Жесткие теплообменники типа труба в трубе подвержены температурным напряжениям, которые рассчитывают так же, как и напряжения в жестких кожухотрубчатых теплообменниках. По формуле (VI.14) можно подсчитать, что при разности температур теплообменивающихся потоков Ai=70° во внутренних трубах создается напряжение до 140 МН/м , а в сварных швах еще больше. Поэтому теплообменники жесткой конструкции применяют при разностях температур не более 40°С. Чаще всего их используют в качестве холодильников для низкотемпературных потоков. Недостатком теплообменников этого типа является также то, что невозможно осуществить механическую чистку поверхностей теплообмена (прп съемных двойниках — наружную поверхность внутренней трубы), вследствие чего их применяют только для сред, не содержащих твердых, несмываемых и нерастворимых осадков. [c.183]

Нормальная эксплуатация трубопроводов во многом определяется правильно выбранной конструкцией опор. Отличают неподвижные и подвижные опоры. Неподвижные опоры жестко закрепляют трубопровод и совместно с ним воспринимают вое нагрузки, включая осевые нагрузки от температурных деформаций. Подвижные же опоры, удерживая на себе трубопровод, обеспечивают свободное перемещение его под действием температурных напряжений. [c.316]

Изогнутые под прямым углом участки трубопроводов обладают способностью самокомпенсации при температурных деформациях. При этом, как показано на рис. Х-6, оси прямых участков труб изгибаются. Компенсирующая способность прямых колен зависит от диаметра и толщины стенки труб, радиуса изгиба и длины прямых участков. В зависимости от конкретной конструкции фасонных частей трубопровода по графикам и таблицам, которые даются в справочной литературе, определяют значения температурных напряжений. [c.320]

Если разность температур в конструкции превосходит 50 С, то в ней могут возникнуть высокие температурные напряжения. В настоящем разделе приведено несколько примеров, типичных для этой проблемы. [c.145]

Повреждения труб в процессе длительных испытаний. Был изготовлен и испытан ряд радиаторов, аналогичных приведенному иа рис. 14.12. В процессе осуществления программы испытаний наблюдались повреждения труб, которые не были связаны с какими-либо температурными напряжениями, рассматривавшимися в процессе первичного расчета конструкции на прочность. Поскольку эти испытания должны были предоставить необходимый материал, У1я проектирования, вопрос о температурных расширениях и температурных напряжениях в радиаторах в целом заслуживает дополнительного анализа. Прежде всего анализ распределения температур в теплообменной матрице I) условиях перекрестного тока дает сложное искривленное трехмерное поле [c.285]

В конструкциях чугунных цилиндров сопряжения стенок следует выполнять скругленными (см. рис. Х1.21)—это увеличивает податливость стенок и уменьшает усадочные и температурные напряжения. [c.285]

Они являются прод> кцией заводов газонефтяного аппаратостроения. Широко применяется пять основных типов кожухотрубчатых теплообменников жесткой конструкции (с неподвижными трубными решетками) с компенсаторами температурных напряжений с U-образными трубками с плавающей головкой с плавающей головкой и компенсатором схемы теплообменников показаны на рис. 4.18. [c.94]

Конструктивная особенность этих теплообменников заключается в том, что пучок труб, собранный в двух трубных решетках, вместе с ними жестко закреплен в корпусе теплообменника (рис. 5.2). Это обеспечивает простоту конструкции и малый вес ее на единицу площади теплообмена (по сравнению с другими теплообменниками). Основной недостаток теплообменников жесткой конструкции - плохая восприимчивость к температурным напряжениям, что ограничивает область их применения. [c.92]

Аппараты жесткой конструкции дешевые и простые в изготовлении, имеют приварные трубные решетки, в которых при помощи сварки, развальцовки или пайки жестко закреплены трубы (рис. 3-32,а). В этих аппаратах возникают температурные напряжения [c.113]

Расчет теплообменного аппарата жесткой конструкции начинают с определения температурных напряжений в трубах аппарата и в его корпусе. [c.114]

Теплообменник труба в трубе простейшей конструкции жесткого типа показан на рис. 217. Максимальная разность температур стенок внутренней и наружной трубы для теплообменника жесткого тппа допустима до 70, при большей разности температурные напряжения, возникаюш ие вследствие неодинакового температурного расширения но длине, могут превысить допустимые. [c.379]

Перспективным направлением в технологии жаростойкого бетона является разработка его теплоизоляционных разновидностей - легкого бетона, особенно такого его вида, как ячеистый. Это позволяет существенно экономить материалы, снижать размеры и массу ограждающих конструкций и, главное, - уменьшать расход топлива в тепловых агрегатах и потери тепла в окружающую среду. Последнее особенно актуально из-за постоянного роста цен на энергоносители. Наиболее эффективной разновидностью легкого жаростойкого бетона является ячеистый. Для него не требуются дефицитные и дорогие фракционированные огнеупорные пористые заполнители, в таком материале нет температурных напряжений, обычно возникающих на границе заполнителя и цементного камня.. [c.8]

Наиболее широко применяют пять основных типов кожухотрубчатых теплообменников 1) жесткой конструкции (с неподвижными трубными решетками) 2) с компенсаторами температурных напряжений 3) с П-образнымн трубками 4) с плавающей головкой 5) с плавающей головкой и компенсатором на ней. [c.84]

Следует иметь в виду, что толнитны, получаемые по приведенным выше формулам, являются минимальными. При окончательном выборе толщины конструктор должен учесть, кроме обязательной надбавки иа коррозию, также и воздействие ряда факторов как собственный вес сосуда, добавочные на него нагрузки, возможные температурные напряжения, концентрацию напрял- ений в опорных конструкциях (лапы и т. п.). Особого учета требует случай, когда в сосуде возможны резкие колебания давления. Все эти факторы учитываются исключительно на основании опытных данных. [c.298]

Несущая конструкция из углеродистой конструкционной стали проектируется с более высоким коэффициентом безопасности ввиду температурного напряжения, возникающего при пуске или остановке печи кроме того, она должна выдерживать кратковременное воздействие внешнего огня, могущего возникнуть вблизи печи и противостоять кратковременному воздействию пламени, выбивающемуся из отверстий иечи при возможном разрыве трубы. В отдельных случаях для обеспечения без- [c.27]

Теплообменники с плавающей головкой и компенсатором (тип ПК) представляют собой аппараты полужесткой конструкции, в которых компенсацию температурных напряжений обеспечивает гибкий элемент — компенсатор, установленный на плавающей головке. [c.18]

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

При расчете конструкций, подверженных действию температурных напряжений, самая трудная задача заключается в выявлении тех рабочих услови , которые могут оказаться наиболее опасными, и тех областей, где чаще всего [c.155]

Анализ большого числа различных совместных компоновок реактора, теплообменника и защиты говорит о том, что теплообменники типа хоккейная клюшка мало привлекательны. Теплообменники с трубами, расположенными 1Ю дуге окружности, имеют наименьший вес из всех рассмотренных конструкций. Z-образные теплообменники (см. рис. 14.6) имеют несколько больший вес системы, но они проще в изготовлении. Однако ясно, что разность температурных расширений труб и корпуса в теплообменнике с Z-образньш пучком может привести вследствие термических напряжений к появлению трещин в коротких выступающих из трубной доски участках труб. С целью упрощения изготовления для предварительных исследований был выбран именно тепло-обмеЕШик Z-обратного типа. Циклические температурные напряжения в нем — одни из наиболее резко выраженных, поэтому он представляет собой отличный объект для оценки возможностей типичной высокотемпературной конструкции по отношению к подобного рода нагрузкам. Предполагалось, что циклические термические напряжения будут наиболее часто встречающейся причиной аварий в высокотемпературных агрегатах, работающих на жидких теплоносителях. Так оно и оказалось. Конструкция с сильфонными компенсаторами у выходного коллектора показала себя неудовлетворительной, поскольку она должным образом не выдерживала ни напряжений, обусловленных давлением, ни разность температурных расширений. [c.276]

При разработке программы экспериментов для последующих агрегатов было учтено, что наибольшие опасения в надежности работы конструкцнн связаны с разницей в температурных расширениях ребер и коллектора, поскольку ребра могут быть холоднее коллектора, и эта разность может составить 165° С. Разность в температурных расширениях может привести к изгибу труб (см. рис. 7.10). Разность между средней температурой ребер и средней температурой металла коллектора зависит от тепловой нагрузки радиатора, т. е. от расхода воздуха через радиатор. Наибольшая разность температур имеет место на входе воздуха. В зависимости от протяженности радиатора в направлении 1ютока воздуха (см. рис. 14.15) эта разность может в три раза превысить среднюю. Температурные напряжения, связанные с этой разностью температурных расширений, изменяются одновременно с изменением расхода воздуха. Следовательно, радиатор будет подвергаться воздействию очень резких циклических температурных напряжений в результате включения или прекращения подачи воздуха или просто в результате изменения расхода воздуха. Циклические изменения температуры большой амплитуды (т. е. сильные изменения разностей температур в матрице), безусловно, более серьезны с точки зрения возникающих температурных напряжений, чем температурные циклы малой амплитуды. Неблагоприятное воздействие указанного фактора можно уменьшить, если ребра изготавливать со специальными щелями или промежутками, расположенными с определенным интервалом. Это усовершенствование было осуществлено в более поздних конструкциях радиаторов, причем оно оказалось достаточно эффективным. Последние из испытанных образцов радиаторов успешно выдержали в шесть раз больше резких температурных циклов, чем их ожидается в течение всего расчетного срока службы натурного теплообменника. [c.286]

Они являются продз кцией заводов газоне< Тяного annapaTo fpo-ения. Широко применяется пять основных типов ко лухотрубчатых теплообменников жестко конструкции (с неподвижными трубными решетками) с компенсаторами температурных напряжений с V -образными трубками с плавающей головкой с плавающей головкой и компенсатороы схемы теплообменников показаны иа рис. 4.18 [c.85]

В процессе работы конструкции могут находиться под действием широкого спектра нагрузок, как механических, так и тепловых. К этим нагрузкам следует отнести избыточное давление (внешнее или внутреннее) ветровые нагрузки (если констр тсция установлена на открытой цио-шадке) температурные напряжения, возникающие вследствие распределения температур по поверхности объекта. Все это приводит к сложной картине распределения напряжений и деформаций в конструктивных элементах. [c.24]