大直径高温换热器热力耦合分析中出现的问题
本帖最后由 Freestyle-sky 于 2018-1-22 10:45 编辑目前在做某一项目中有一台大直径高温换热器
设计参数如下：
换热器型式：BEM
直径Φ1600mm
壳程设计压力和设计温度：0.35MPa/FV和505℃
壳程设计压力和设计温度：0.35MPa和580℃
壳程平均金属壁温：328℃
管程平均金属壁温：404℃
换热管规格Φ25×2mm
换热管长度6000m
换热管数量3514根
主体材质选用S30409
在用SW6进行常规设计时发现如下问题：
1.S30409在580℃时无高温屈服强度 ；
2.管板周边不布管区无量纲宽度 k=1.59332>1
比值 Dt/Di= ρt=0.7661220.8
已超出GB151计算模型的范围，按照GB151的方法不能计算。
最后采用ANSYS进行管板计算，由于管壳侧温差较大，需进行热力耦合分析：
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温度场分析
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热力耦合分析
热力耦合分析采用1/4模型计算，算出来的应力达到2864MPa，
很显然应力值算出来的不准确
但我查了材料参数的设置 边界条件和载荷的施加均未发现问题
另外温度场计算的时候与一个采用ANSYS经典算的温度场的结果一模一样
也就是说我算的温度场是没有问题的
在热力耦合分析的时候边界条件和载荷的施加就更没问题了
但算出来的结果显然不合理
因有限元模型太大 网格数量太多 选择的是Solid185单元 网格数量在1900000左右
再大了就无法计算了
计算出的最大应力是在管板与管箱壳体连接的倒圆角处
且在施加对称约束的那一排换热管上的应力也很大 但是没施加对称约束条件的其他换热管的应力均很小
修改过多次也无法找到计算出现错误的原因
原因我个人猜测如下：
1. 选择solid185单元出现剪切自锁现象导致应力很大 想选用solid186单元进行计算核实
但因模型实在太大 改为solid186单元电脑都无法计算；
2. 在施加约束的地方出现了应力奇异
自己实在是找不到问题到底出现在哪里
所以到论坛里面找大神帮忙看看
谢谢~
微信中搜索公众号：ANSYS分析设计人
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