管壁與殼壁溫度差引起的溫差應(yīng)力
一、管壁與殼壁溫度差引起的溫差應(yīng)力
(一)溫差應(yīng)力產(chǎn)生的原因:如圖所示,固定管板式換熱器的殼體與管子,在安裝溫度下,它們的長度均為L;當(dāng)操作時,殼體和管子的溫度都升高,若管壁溫度高于殼壁溫度,則管子自由伸長量和殼體自由伸長量,t—安裝時的溫度,℃
t ,t—分別為操作狀態(tài)下管壁溫度和殼壁溫度,℃
由于管子與殼體是剛性連接,所以管子和殼體的實際伸長量必須相等,見圖c,因此就出現(xiàn)殼體被拉伸,產(chǎn)生拉應(yīng)力;管子被壓縮,產(chǎn)生壓應(yīng)力。此拉、壓應(yīng)力就是溫差應(yīng)力。這就是溫差應(yīng)力產(chǎn)生的原因。
(二)溫差應(yīng)力的計算:
1. 溫差軸向力F:由于溫差而使殼體被拉長的總拉伸力應(yīng)等于所有管子被壓縮的總壓縮力,總拉伸力(或總壓縮力)就是溫差軸向力。符號規(guī)定F為+,表殼體被拉,管子被壓,反之則反之。
2. 溫差應(yīng)力
(三)溫差應(yīng)力的補償
1) 減少殼體與管束間的溫度差
2) 裝設(shè)撓性構(gòu)件
3) 使殼體和管束自由熱膨脹
4) 雙套管溫度補償
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