u形管式换热器管板的优化设计(校选课)

u形管式换热器管板的优化设计(校选课)内容摘要：

pressure (DN800) （ 2）固定壳程压力，改变管程压力条件下， 管板厚度如 图 22所示。 1 2 3 4 5 620406080100120管程压力 M P a管板厚度 mmD N = 8 0 0 m m , P s = 1 . O M P a1 2 3 4 5 620406080100120管程压力 M P a管板厚度mmD N = 8 0 0 m m , P s = 2 . 0 M P a1 2 3 4 5 630405060708090管程压力 M P a管板厚度mmD N = 8 0 0 m m , P s = 3 . O M P a1 2 3 4 5 630405060708090管程压力 M P a管板厚度mmD N = 8 0 0 m m , P s = 4 . 0 M P a1 2 3 4 5 630405060708090100管程压力 M P a管板厚度mmD N = 8 0 0 m m , P s = 2 . 0 M P a1 2 3 4 5 620406080100120管程压力 M P a管板厚度mmD N = 8 0 0 m m , P s = 2 . 0 M P a 22 Ps 固定时的管板厚度图 Fig. 22 Tube plate thickness under fixed tube pressure (DN800) （ 3）同样可以绘出三者之间关系图 如图 23所示。 12345612345630405060708090100110120 壳程压力 M P a管程压力 M P a 管板厚度 mm405060708090100110 图 23 壳程压力和管程压力以及管板厚度的关系图 (DN800) Relation among shell and tube pressure and tube plate thickness (DN800) 2 结果分析 由以上厚度曲线变化趋势图，可的到如下结论： （ 1） 所有的曲线都在 30～ 120mm范围内变化； （ 2） 厚度基本上是与 Pd（即 |pt ps|成比例关系的， 也与公 式 0 .8 2 cdG trCpD 中厚度  与 dP 成正比相吻合。 （ 3） 当 ps固定时 pt 曲线图基本上以 ps =（或 4） MPa 时的厚度图为中心对 称；而且当ps = 3（或 4） MPa 时，厚度变化曲线又以 pt = 3（或 4） MPa 为中心左右对称。 （ 4）由总图可看出所有的厚度变化曲线都是相互间关于点 (Ps ， Pt)=(， )对称的。 增大管板厚度，可以提高承压能力，但当管板两侧流体温差很大时，管板内部沿厚度方向的热应力增大；减薄管板厚度，可以降低热应力，但承压能力降低。 此外，在开车、停车时，由于厚管板的温度变化慢，换热管的温度变化快，在换热管和管板连接处会产生较大的热应力。 当迅速 停车或进气温度突然变化时，热应力往往会导致管板和换热管在连接处发生破坏。 因此，在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度 , 即在确定换热器设计参数时要采用小的压力和压差。 3 结 论 综上所述 ,本文以 U 形管式换热器 管板 为研究对象 ,主要探讨了 Matlab 在其优化设计中的具体应用 ,其中包括编程计算、 绘图 等方面。 通过采用 Matlab语言对 U形管式换热器 管板厚度 进行优化设计 ,不仅可以把设计者从传统的烦琐工程计算中解放出来 ,从而大大缩短设计周期、提高工作效率 ,而且 Matlab 精确的数学运算和图形处理功能可 以确保设计的可靠性和合理性 ,达到了设计节能、高效的新型换热设备的目的。 从文中的分析可以看出。