折流杆换热器的计算机辅助概念设计方法
时间:2011年07月28日来源:本站原创作者:elink2008点击:次
折流杆换热器作为一种新型的高效、低阻、防振动和低积垢的管壳式换热器[1,2],目前在化工、炼油、食品以及热能动力等行业的用途日益扩大。因此,研究折流杆换热器的结构计算原理,采用计算机进行辅助设计越来越
2.4 布管的算法
2.4.1 中心布管
对于60°方向折流杆(图1),利用对称性可以简化计算,将第1根管子定义为中心管子左侧的第1根折流杆,则:
可只计一个半圆上的杆长,然后利用通过圆心的60°管排中心线为对称轴的特点,得出另一半圆周的杆长以及其他结构数据。
对于60°负向折流杆,令角度β为负值,带入式(1)计算,得到第2种类型的折流杆以及其他数据。
对于0°水平方向折流杆,利用下列公式,得到第3种类型的折流杆及其管子的布置数据。折流杆直线方程为:
2.4.2 中心不布管
对于60°方向折流杆,当中心不布管(图2)时,由于中心必有一根折流杆通过,故对于通过中心的折流杆有下列表达式:
同样可以利用以通过圆心的60°方向折流杆中心线的对称特性,求取另外一半与圆周上的管心坐标,管子计数以及折流杆坐标、折流杆计数等结构设计数据。
对于60°负向折流杆,令角度β为负值,带入式(3)计算,得到第2种类型的折流杆以及其他数据。
对于0°水平方向折流杆,利用式(2),得到第3种类型的折流杆及其管子布置数据。
由于折流杆结构布置以通过中心的特定方向为对称,故可以利用对称性简化计算程序的编制。
对于单程折流杆换热器,其壳程的结构特点是折流圈维持完整形状,折流杆均与折流圈中心圆相交,每一根折流杆与折流圈有两个交点。因此,直接将所建立的折流杆端点坐标数据用于折流杆长度计算。
3 边界管子计数与边界干涉检查
管子计数仍然可以利用结构的对称性。例如,可以选择壳程圆心作为坐标原点,根据管子中心距t、管子
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