RU2017128134A - Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления - Google Patents

Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2017128134A
RU2017128134A RU2017128134A RU2017128134A RU2017128134A RU 2017128134 A RU2017128134 A RU 2017128134A RU 2017128134 A RU2017128134 A RU 2017128134A RU 2017128134 A RU2017128134 A RU 2017128134A RU 2017128134 A RU2017128134 A RU 2017128134A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
stiffness
paragraphs
tube bundle
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2017128134A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2696527C2 (ru
RU2017128134A3 (ru
Inventor
Рейнхольд ХЁЛЬЦЛЬ
Йюрген ШПРЕМАН
Адриана ШТЕФАНЕСКУ
Original Assignee
Линде Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Линде Акциенгезельшафт filed Critical Линде Акциенгезельшафт
Publication of RU2017128134A publication Critical patent/RU2017128134A/ru
Publication of RU2017128134A3 publication Critical patent/RU2017128134A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2696527C2 publication Critical patent/RU2696527C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/06—Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/06—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of metal tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G01M5/0058—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2200/00—Prediction; Simulation; Testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/14—Pipes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/06—Power analysis or power optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Springs (AREA)

Claims (20)

1. Способ определения жесткости теплообменника (1) с пучком труб, который включает трубу-сердечник (2) и змеевиковые трубы (3), навитые вокруг трубы-сердечника (2) с образованием пучка труб, причем змеевиковые трубы (3) навиты в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), включающий следующие стадии:
определение геометрического параметра прочности соответствующего слоя (5) змеевика, где геометрический параметр прочности включает отношение площади (Ar) поперечного сечения змеевиковой трубы к площади (Ар) поперечного сечения ячейки, где площадь (Ар) поперечного сечения ячейки получена из осевого расстояния (Т) змеевиковых труб (3) и внешнего диаметра (da) змеевиковых труб (3);
корректировка отношения площадей поправочным коэффициентом с целью учета ориентации змеевиковых труб (3) соответствующего слоя змеевика относительно силы тяжести (Fg), действующей на змеевиковые трубы; и
определение жесткости соответствующего слоя (5) змеевика в зависимости от скорректированного отношения площадей и модуля упругости материала змеевиковой трубы.
2. Способ по п. 1, где поправочный коэффициент выбирают пропорциональным синусу угла (α) навивки слоя.
3. Способ по п. 1 или 2, где для определения жесткости соответствующего слоя (5) змеевика слой (5) змеевика моделируют как цилиндр круглого сечения, изготовленный из материала змеевиковой трубы.
4. Способ по одному из пп. 1-3, дополнительно включающий: определение жесткости пучка (4) труб в осевом направлении (z) пучка.
5. Способ по одному из пп. 1-4, дополнительно включающий:
определение жесткости трубы-сердечника (2); и
определение напряжения, действующего на трубу-сердечник (2), в зависимости от массы навитых змеевиковых труб (3) слоев (5, 6) змеевика и от определенной жесткости слоев (5, 6) змеевика.
6. Способ по одному из пп. 1-5, дополнительно включающий: проведение анализа напряжений пучка (4) труб с помощью метода конечных элементов, где труба-сердечник (2), пучок (4) труб и/или теплообменник (1) с пучком труб расположены горизонтально на двух опорных точках (15, 16).
7. Способ по одному из пп. 1-6, где слои (5, 6) змеевика разнесены друг от друга радиально с помощью перегородок (10, 11, 12) змеевика.
8. Способ по одному из пп. 1-7, где змеевиковые трубы (3) разнесены друг от друга в направлении оси (z) трубы-сердечника на расстояние (Т) между центральными точками змеевиковых труб.
9. Способ по одному из пп. 1-8, где соответствующая змеевиковая труба (3) имеет внутренний диаметр di и внешний диаметр da, а площадь Ar поперечного сечения змеевиковой трубы определяют как: Ar=0,25×(da 2-di 2)×π.
10. Способ по одному из пп. 1-9, где скорректированную жесткость теплообменника (1) с пучком труб определяют путем выбора усредненного поправочного коэффициента для определения жесткости всех слоев (5, 6, 8, 9) змеевика.
11. Способ по одному из пп. 1-10, где круговая линия (U) соответствующей поверхности (7) навивки для змеевиковой трубы (3) и соответствующее направление (W) навивки заключают в себе угол (α) навивки.
12. Способ по одному из пп. 1-11, где определенная жесткость соответствующего слоя (5, 6) змеевика уменьшена с помощью поправочного коэффициента по сравнению с эквивалентной жесткостью, которую получают с помощью отношения площадей и модели жесткости, в которой рассматривают цилиндр круглого сечения.
13. Способ определения состояния теплообменника (1) с пучком труб с целью анализа его срока службы, причем указанный теплообменник включает трубу-сердечник (2) и змеевиковые трубы (3), навитые вокруг трубы-сердечника (2) с образованием пучка (4) труб, причем змеевиковые трубы (3) навиты в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), в котором жесткость теплообменника (1) с пучком труб определяют с помощью способа по одному из пп. 1-12.
14. Способ по п. 13, в котором дополнительно определяют удельную теплоемкость, теплопроводность и/или коэффициент термического расширения соответствующего слоя (5, 6) змеевика с учетом поправочного коэффициента.
15. Способ изготовления теплообменника (1) с пучком труб, в котором змеевиковые трубы (3) навивают в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), причем при навивке жесткость теплообменника (1) с пучком труб контролируют с помощью способа по одному из пп. 1-12.
RU2017128134A 2016-08-09 2017-08-08 Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления RU2696527C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16001769.5A EP3282213B1 (de) 2016-08-09 2016-08-09 Verfahren zum bestimmen einer festigkeit eines rohrbündelwärmetauschers und herstellungsverfahren
EP16001769.5 2016-08-09

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017128134A true RU2017128134A (ru) 2019-02-08
RU2017128134A3 RU2017128134A3 (ru) 2019-06-20
RU2696527C2 RU2696527C2 (ru) 2019-08-02

Family

ID=56740749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128134A RU2696527C2 (ru) 2016-08-09 2017-08-08 Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10592621B2 (ru)
EP (1) EP3282213B1 (ru)
CN (1) CN107704645A (ru)
CY (1) CY1122271T1 (ru)
ES (1) ES2736526T3 (ru)
LT (1) LT3282213T (ru)
RU (1) RU2696527C2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210383038A1 (en) * 2018-10-26 2021-12-09 Linde Gmbh Method for the theoretical analysis of a process apparatus through which fluid flows
CN111272530B (zh) * 2018-12-05 2023-04-18 中广核工程有限公司 核电高温取样冷却器蛇管的制造方法
WO2020253992A1 (de) * 2019-06-21 2020-12-24 Linde Gmbh Thermische vorspannung für die bündelrohre eines gewickelten wärmeübertragers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1303351B (ru) * 1963-04-01 Hitachi Ltd
US4984360A (en) * 1989-02-22 1991-01-15 Scotsman Group, Inc. Method of fabricating flaker evaporators by simultaneously deforming while coiling tube
DE4142019A1 (de) * 1991-12-19 1993-06-24 Behr Gmbh & Co Wellrippe fuer flachrohrwaermetauscher
TW445366B (en) * 1998-05-15 2001-07-11 Noboru Maruyama Assembly body of heat exchange coils
RU2339890C2 (ru) * 2004-03-26 2008-11-27 Николай Павлович Селиванов Теплообменный аппарат - блочно-секционный воздухоподогреватель, теплообменный блок аппарата (варианты)
WO2011008921A2 (en) * 2009-07-16 2011-01-20 Lockheed Martin Corporation Helical tube bundle arrangements for heat exchangers
DE102012014101A1 (de) * 2012-07-17 2014-01-23 Linde Aktiengesellschaft Gewickelter Wärmeübertrager
CN102810128A (zh) * 2012-08-21 2012-12-05 张周卫 单股流螺旋缠绕管式换热器设计计算方法
RU159993U1 (ru) * 2015-06-01 2016-02-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Теплообменник

Also Published As

Publication number Publication date
RU2696527C2 (ru) 2019-08-02
EP3282213B1 (de) 2019-05-08
ES2736526T3 (es) 2020-01-02
CN107704645A (zh) 2018-02-16
RU2017128134A3 (ru) 2019-06-20
US10592621B2 (en) 2020-03-17
CY1122271T1 (el) 2020-11-25
LT3282213T (lt) 2019-08-12
EP3282213A1 (de) 2018-02-14
US20180046739A1 (en) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017128134A (ru) Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления
RU2017145079A (ru) Узел турбинного кольца
RU2016139971A (ru) Способ изготовления набора теплообменных блоков и набор теплообменных блоков, полученный таким способом
JP2011027396A5 (ja) 二重管式熱交換器およびその製造方法
ATE462949T1 (de) Strukturiertes wärmeaustauscherrohr und verfahren zu dessen herstellung
JP2016532829A5 (ru)
JP2015139811A5 (ru)
JP5962232B2 (ja) 地中熱交換器の製造方法及び地中熱交換器
CA2416970A1 (en) Heat exchanger flow through tube supports
RU2008107273A (ru) Змеевиковый теплообменник с трубами разного диаметра
US9003658B2 (en) Method for enclosing heat pipe with metal and composite heat pipe thereof
CN105107899B (zh) 螺旋铜弯管制作方法
RU2605867C2 (ru) Приемник солнечного излучения
JP6580584B2 (ja) パイプ支持システム
JP2012189213A (ja) 流れ最適化流体線
CN106817789B (zh) 一种曲度可调节的感应圈
CN211450069U (zh) 一种运输管道保温套
JP2015013711A (ja) サクションローラ及びその製造方法
TWM453730U (zh) 史特林引擎內建再生器之移氣器構造
JP2009228940A5 (ru)
RU2008145469A (ru) Оправка для намотки труб и способ ее применения
JP2016026543A5 (ru)
JP2003320429A (ja) ポール
CN106927703B (zh) 一种煅烧窑管道支撑系统
CN205560126U (zh) 一种电厂供热管道

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about inventors
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200303

Effective date: 20200303

PD4A Correction of name of patent owner
QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170815

Effective date: 20210409