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管壁与壳壁温度差引起的温差应力 

2020/8/22 14:38:29点击:

一、管壁与壳壁温度差引起的温差应力 

(一)温差应力产生的原因:如图所示,固定管板式换热器的壳体与管子,在安装温度下,它们的长度均为L;当操作时,壳体和管子的温度都升高,若管壁温度高于壳壁温度,则管子自由伸长量和壳体自由伸长量,t—安装时的温度,℃ 
   t ,t—分别为操作状态下管壁温度和壳壁温度,℃ 
由于管子与壳体是刚性连接,所以管子和壳体的实际伸长量必须相等,见图c,因此就出现壳体被拉伸,产生拉应力;管子被压缩,产生压应力。此拉、压应力就是温差应力。这就是温差应力产生的原因。

(二)温差应力的计算: 
1. 温差轴向力F:由于温差而使壳体被拉长的总拉伸力应等于所有管子被压缩的总压缩力,总拉伸力(或总压缩力)就是温差轴向力。符号规定F为+,表壳体被拉,管子被压,反之则反之。 

2. 温差应力 

(三)温差应力的补偿 

1) 减少壳体与管束间的温度差 

2) 装设挠性构件 
3) 使壳体和管束自由热膨胀 

4) 双套管温度补偿