折流杆换热器的计算机辅助概念设计方法

外径ｄ０、折流杆直径ｄｒ以及布管的角度β等参数，采用逐根计算管子中心并结合边界干涉检查的方法，通过循环计算，确定管子数目。最终根据对称性得到全部管子数目。
    边界管子干涉检查主要确定所排列的管子是否越界，它是确定布管区最外层管子位置的重要依据。当最外层管子的圆心坐标，加上管子外半径与指定的管子外表面和折流圈内径之间隙，超过了折流圈的内半径限定的圆区域，则管子出现越界的干涉。否则，还需继续进行管子布置。管子越界的干涉检查利用下式进行：
                    
    在式（４）中，如果Ｇ＞０，则表明最外层管子的外表面已经越过了折流圈内径范围，这根管子将无法满足计数条件，说明不符合布管条件；如果Ｇ≤０，则表明当前计数的管子满足不干涉条件，因此可以计入布管的管子数目中。
    ４　应用实例
    本实例以某工厂将折流板管壳式换热器改进为折流杆管壳式换热器的概念设计为例，采用的高级编程语言为ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０［４］，以Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ三维造型软件为二次开发平台，软件的工艺计算采用Ｆｏｒｔｒａｎ高级语言完成，在Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ开发环境［５］中，利用ＶＢ调用由Ｆｏｒｔｒａｎ语言编制的折流杆换热器工艺计算和自动布管与结构设计计算程序产生的数据文件提取实体模型数据，再通过调用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中的绘图和建模库函数，生成相应的管板、管束、折流杆的三维实体模型和装配体模型。在模型满足工艺条件，并且在软件对模型进行制造装配方面的干涉检查合格后，从三维模型生成二维结构图形。
    图４给出了计算机自动设计软件的结构概念设计部分界面。在限定壳程内径条件下，变动管子长度以满足传热和流体力学参数的要求，输出的中心布管的壳程结构概念设计结果，壳程内径设定为４００ｍｍ，换热管选择为?１９ｍｍ×２ｍｍ的标准无缝钢管，折流杆直径６ｍｍ，折流圈的尺寸为?１２ｍｍ，根据换热器设计规范选择管心距，再根据折流杆的结构尺寸计算实际布管后的管心距数据。由于折流圈采用纵向支持杆支撑定位，因此不再需要拉杆。自动布管程序生成的内容包括，管板上管子的二维布置、各类折流圈的几何结构尺寸、各类折流杆的尺寸数据以及整个壳程上折流圈的布置，折流杆换热