换热器的设计计算和校核计算

轴有限元分析

1 概述

本计算是对轴进行强度校核仿真，通过SOLIDWORKS软件对轴进行三维几何建模，在ANSYS/WORKBENCH软件中进行有限元网格划分、载荷约束施加，计算轴在工作状态下的结构应力及形变量，校核轴的强度是否满足要求。

2 材料参数

轴采用的材料——，其材料各力学属性见表1。

表1 材料属性

材料名称 ——

弹性模量 200GPa

泊松比 0.3

密度 7850kg/m3

3 结构有限元分析 3.1 结构几何模型

打开WORKBENCH软件，将Static Structural模块左键按着拖入到右侧工作窗口内，如图1。

图1

右键点击Geometry，选择Import Geometry，点击Browse，最后选择我们在SOLIDWORKS里面建好的三维模型，如图2所示。

图2

双击Geometry，进入DM界面。右键点击Import1，点击Generate,最终显示的几何模型如图3所示。

图3

3.2 结构有限元模型

关闭DM界面，重新回到工作窗口。双击Model，如图5所示。

图4

双击Model后，进入DS界面。左键点击Mesh，左键点击Generate Mesh，进行网格划分，最终画好的有限元模型如图5所示。

图

轴的设计、计算、校核

轴的设计、计算、校核

以转轴为例，轴的强度计算的步骤为：

一、轴的强度计算

1、按扭转强度条件初步估算轴的直径

机器的运动简图确定后，各轴传递的P和n为已知，在轴的结构具体化之前，只能计算出轴所传递的扭矩，而所受的弯矩是未知的。这时只能按扭矩初步估算轴的直径，作为轴受转矩作用段最细处的直径dmin，一般是轴端直径。

根据扭转强度条件确定的最小直径为：

式中：P为轴所传递的功率（KW） n为轴的转速（r/min） Ao为计算系数，查表3

（mm）

若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，此时应将计算所得的直径适当增大，若有一个键槽，将dmin增大5％，若同一剖面有两个键槽，则增大10％。

以dmin为基础，考虑轴上零件的装拆、定位、轴的加工、整体布局、作出轴的结构设计。在轴的结构具体化之后进行以下计

eaintheaccidentinvestigation,managementandreporting,eachpostshouldbedevelopedunderthissystemspecialistscheck,cleartheexaminations,time,cyclesandotherrelevantregulations.Strengtheningsitesupervisionandexamination,todetectandinvestigateillegalcommand,illegaloperationsandviolationsofoperatingrules.Secondsafetyreferstotheproductionsite,technologymanagement,equipment,facilities,andsooncanleadtoaccidentsrisksexist.1,accordingtotheextentofthesecurityrisks,solvingisdividedintoa,b,andclevelsofdifficulty;A-level:difficult,miningdiffi

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN

工程名 ：

PROJECT

设备位号： ITEM

设备名称： EQUIPMENT

图 号： DWG NO。 设计单位： XXXXXXXXXXXXXXXXX

DESIGNER

设 计 Designed by 日期 Date 校 核 Checked by 日期 Date 审 核 Verified by 日期 Date 审 定 Approved by 日期Date

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 0

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

塔 设 备 校 核 计 算 单

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN

工程名 ：

PROJECT

设备位号： ITEM

设备名称： EQUIPMENT

图 号： DWG NO。 设计单位： XXXXXXXXXXXXXXXXX

DESIGNER

设 计 Designed by 日期 Date 校 核 Checked by 日期 Date 审 核 Verified by 日期 Date 审 定 Approved by 日期Date

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 0

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

塔 设 备 校 核 计 算 单

第九章 传热过程与换热器

第九章 传热过程分析和换热器计算

在这一章里讨论几种典型的传热过程，如通过平壁、圆筒壁和肋壁的传热过程通过分析得出它们的计算公式。由于换热器是工程上常用的热交换设备，其中的热交换过程都是一些典型的传热过程。因此，在这里我们对一些简单的换热器进行热平衡分析，介绍它们的热计算方法，以此作为应用传热学知识的一个较为完整的实例。

9－1传热过程分析

在实际的工业过程和日常生活中存在着的大量的热量传递过程常常不是以单一的热量传递方式出现，而多是以复合的或综合的方式出现。在这些同时存在多种热量传递方式的热传递过程中，我们常常把传热过程和复合换热过程作为研究和讨论的重点。

对于前者，传热过程是定义为热流体通过固体壁面把热量传给冷流体的综合热量传递过程，在第一章中我们对通过大平壁的传热过程进行了简单的分析，并给出了计算传热量的公式

式中，Q为冷热流体之间的传热热流量，W；F为传热面积，m；?t为热流体与冷流体间的某个平均温差，

o

Q?kF?t， 9－1

2

C；k为传热系数，W/(m2? oC)。在数值上，传热系数等于冷、热流体间温差?t=1 oC、传热面积A=1 m

℃℃℃℃

℃

℃

℃

kg/s kJ/kg

kJ/kg

采用平均温差法，首先计算风量和风速，然后据此计算换热器的尺寸，再算出换热器的传热对数平均温差θ

计算：

冷凝器热负荷：

翅片管簇结构参数选择与计算外径*底壁厚*齿高

设计传热管的规格：（内螺纹铜管）

mm mm mm

℃KPa

2112

ln a a m k

a k a t t t t t t θ-=

--

1013.0000

干空气比热容J/（㎏.K ）查干空气物理性质表0.0271热导率λf W/(m.K)

0.0000运动粘度

m2/s 1.0950空气平均密度ρf ㎏/m3

1726.0544所需要的风量计算结果m3/h

计算空气侧换热系数

24.0000每个换热器管列数0.7400单管有效长度B m 0.3048单个换热器高度 H m 10.3792换热器总外表面积L m22.1257迎面风速

m/s 5.4333

最小截面流速

m/s

41.0000沿气流方向的肋片长度mm 2.3382当量直径

mm

17.5346长径比

730.1311空气雷诺数Re

查《小型制冷装置设计指导》表3-18、3-19，用插入法得

空气流过平套片管的叉排管簇时空气侧换热系数：

计算制冷剂侧换热系数

翅片效率

203.0000铝的热导率94.9293m a0空气侧

电梯检验师资格考核考前辅导讲座 8

孙立新

电梯常用计算

1

8 电梯常用计算

8.1 曳引钢丝绳伸长量

8.1.1 曳引钢丝绳弹性伸长量

轿厢载荷的加入和移出会使曳引钢丝绳长度产生弹性变化，这对于大起升高度电梯尤其需要关注。

曳引钢丝绳在拉力作用下的伸长量可由下式计算：

S?式中：

LH EaS—钢丝绳伸长量,mmm；L—施加的载荷,kg；H—钢丝绳长度，mm；

E—钢丝绳弹性模量，kg/mm（E值可由钢丝绳制造商提供，不能得到时可取约计值7000 kg/mm）； a—钢丝绳截面积，mm。

例：某电梯额定载荷为2000kg；起升高度65m；钢丝绳直径为13mm，6根。求轿厢在额定载荷时相对于空载时的钢丝绳伸长量。

解： a =(13/2)×л×6=796mm；制造商提供此钢丝绳E=6800 kg/mm； h=65m =65000mm

2

2

2

2

2

2

S?2000?65000?24mm

6800?7968.1.2 曳引钢丝绳塑性伸长量

电梯在长期使用过程中，由于载荷、零部件磨损沉陷等会造成曳引钢丝绳永久性的结构伸长，即所谓的“塑性伸长”。其约值为：轻载荷钢丝绳为长度的0.25%；中等载荷钢丝绳为长度的0

设计说明书

一、热力计算

1、原始数据:

甲醇进口温度 t1’=64.4 ℃?甲醇出口温度?t1”=38℃ 甲醇工作压力 P1=0.04MPa 甲醇流量?G1=1.3×1.986×103kg/h 冷却水进口温度 t2’=32℃ 冷却水出口温度 t2”=42℃ 冷却水工作压力 P2 =0.36MPa 2、定性温度及物性参数

水的定性温度 t2=(t2’+t2”)/2=(32+42)=37℃ 水的密度查物性表得 ρ2=993.25kg/m3 水的比热查物性表得 Cp2=4.174KJ/kg.℃ 水的导热系数查物性表得 λ2=0.629W/m.℃ 水的粘度 μ2=697.76×10-6Pa.s 水的普朗特数查物性表得 Pr2=4.64

甲醇的定性温度 ，甲醇在0.04MP下的沸点温度ti=64.34℃ 冷凝段t1=( t1’+ ti)/2=(64.4+64.34)/2=64.4℃ 冷却段t1c=( t1”+ ti)/2=(64.34+38)/2=51.2℃ 甲醇在冷凝段温度下的物性常数： 密度ρ??2.31kg/m3

比热Cp1=1.42 KJ/kg.℃ 导热系数λ1=0.0169 W/m.℃ 粘度μ1=10.5×10-6 Pa.s 普朗特数

百度文库-让每个人平等地提升自我

1

课 程名称:发动机设计课程设计 课程代码:8205531

题目:195柴油机连杆设计及连杆螺栓强度校核计算 学院（直属系:交通与汽车工程学院

年级/专业/班：2009/热能与动力工程（汽车发动机） 学生姓名:

学 号:3120090805015XX

指导教师:曾东建、田维、暴秀超 开题时间:2012年6月28日 完成时间:2012年7月16日 课程设计说明书 /1班

百度文库-让每个人平等地提升自我

2目录

摘

要 ................ (2)

1.1国内外内燃机研究现

状 (3)

1.2任务与分

析 ......................................................... .. (5)

2柴油机工作过程计

算 .........................................................

…6

2.1已知条

件 .......

(6)

百度文库-让每个人平等地提升自我

2.2参数选

择 ......................................................... . (7)

2.3 195柴油机额定工况工作过程计