Effect of changes in the thickness of a perforated plate of the heat exchanger on its structural stability

• Autorzy: Chudzik A. , Świniarski J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zmian grubości płyty perforowanej wymiennika ciepła na stateczność konstrukcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most important elements of heat exchangers are perforated bottoms. These are perforated plates of significant thickness, in which heating cartridge pipes are mounted. For the designers of heat exchangers, the strength analusis of the connection between the elements, which allows for the determination of the state of stress and calculation of displacements of the perforated bottom after fixing the pipes in it, is of special importance. It results from carried out computations that the maximum reduced stresses in the perforated bottom are significantly lower than the values of admissible stresses. In this paper, computations of stresses and strains for various thicknesses of the perforated bottom have been presented. As a results of a decrease in the thickness of the perforated bottom, its deflectionincrease, and thus the heating system pipes are more exposed to strains and losses of stability.

PL

Jednym z istotnych elementów wymiennika ciepła są dna sitowe - płyty perforowane o znacznej grubości, w których zamocowane są rurki wkładu grzewczego. Dla konstruktorów wymienników ciepła istotna jest analiza wytrzymałościowa połączenia pozwalająca na określenie stanu naprężeń oraz obliczenie przemieszczeń dna sitowego po zamocowaniu rurek. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że maksymalne naprężenia zredukowane w dnie sitowym są dużo niższe od wartości naprężeń dopuszczalnych. W pracy przedstawiono obliczenia naprężeń i odkształceń dla różnych grubości dna sitowego. Na skutek zmniejszenia grubości dna sitowego zwiększa się jego napięcia, przez co rurki wkładu grzewczego bardziej są narażone na utratę stateczności.

Słowa kluczowe

EN

finite element method; heat exchangers; heating pipes

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 42 nr 2
• Strony: 325--334
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chudzik A.

• Department of General Mechanics, Technical University of Łódź

autor

Świniarski J.

• Department of Strength of Materials and Structures, Technical University of Łódź

Bibliografia

• 1. Chudzik A.A., 2002, Analysis of the state of stress in perforated plates of heat exchangers, including effects of elastic and plastic zones, PhD Dissertation (in Polish)
• 2. Concession documentation of the Py-100-020 decarbonised water heater (in Polish)
• 3. Hobler T., 1986, Heat Transfer and Heat Exchangers, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw (in Polish)
• 4. Niezgodziński M.E., 1977, Calculations of bottoms in pressure vessels, Przegląd Mechaniczny, Warsaw, 18, (in Polish)
• 5. Niezgodziński M.E., Zwoliński W., 1973, Calculations of perforated bottoms reinforced with the vessel jacket, Przegląd Mechaniczny, 8, Warsaw (in Polish)
• 6. Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., 1996, Formulas, Diagrams and Tables Concerning Strength of Materials, PWN, Warsaw (in Polish)
• 7. Niezgodziński T., Chudzik A., 2000, Investigations of perforated plates with pipes expanded in them, Proceedings of the XIX Symposium on Solid Body Mechanics, Jachranka (in Polish)
• 8. User’s Guide ANSYS 6.1, Ansys, Inc., Houston, USA