三角形排列折边式蜂窝夹套结构强度影响因素分析
2021-03-20
石油化工设备 2021年2期
(南京工业大学 机械与动力工程学院,江苏 南京 211816)
夹套是反应容器的重要组成部分,一般设置在容器的筒体或封头外侧,使用焊接或法兰方式与筒体连接后,筒体和夹套间就形成了一个密封空间。蜂窝夹套是一种新型夹套形式[1],是以整体夹套为基础,将内筒体与蜂窝底部的小圆孔焊接在一起,构成蜂窝结构。一般采取折边或短管等加强措施,来提高内筒体的刚度和蜂窝夹套的承载能力,减少流道面积,从而适当减薄筒体厚度。其传热效果比其他夹套结构显著[2-3],成本相对较低,但加工要求高,自20世纪90年代开始被广泛应用于工业生产中。
文中对三角形排列方式的折边式蜂窝夹套结构强度影响因素进行分析,采用正交试验[4-5]进行数值模拟方案设计,使用极差和方差分析方法,分析不同结构尺寸参数对蜂窝夹套强度[6-7]的影响显著性,最后利用响应面分析法[8],拟合得到了不同结构尺寸参数的蜂窝夹套应力多元回归方程[9]。
1 蜂窝夹套结构尺寸及设计参数
采用如图1a所示的三角形排列折边式蜂窝夹套容器简化模型,研究分析不同蜂窝尺寸参数对蜂窝夹套结构强度影响的显著规律。蜂窝夹套结构及参数见图1b。

图1 折边式蜂窝夹套容器结构示图
该蜂窝夹套容器的筒体内直径为1 300 mm,高度1 515 mm,筒体厚度 S1=14 mm;夹套内直径1 380 mm,高度1 410 mm。蜂窝轴向间距L=140 mm、蜂窝圆孔直径D=20 mm、蜂窝厚度S=10 mm、蜂窝高度H=26 mm、蜂窝拐角半径 R=8 mm、蜂窝锥度α=45°。
蜂窝夹套容器的主要设计参数见表1。

表1 蜂窝夹套容器主要设计参数……p>
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