摘要:U型管换热器作为一种可以用来传热节能的设备，在化工、冶金、航空航天等各种工业化领域应用相当广泛。U型管换热器在工作运行时，由于热膨胀不同常常会引起管子扭曲，管子与壳体之间开裂，造成泄露，引发事故。因而为了保证U型管换热器性能达到设计的要求，避免事故发生，需对其进行热分析，进而计算在该温度分布下的变形，校核其产品的性能。传统方法的热应力分析要求温度的变化缓慢，而且升降温的过程不容易控制。本次设计的内容是利用ANSYS软件，结合有限元分析技术完成对U型管换热器的热应力耦合分析，通过对U型管换热器有限元模型进行施加载荷和热变形的综合分析，优化U型管换热器的尺寸结构，实现提高U型管换热器的性能和节能简约的目的。

关键词：U型管换热器；有限元分析;优化

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 热分析-1

1.2 耦合场分析-1

1.3 有限元分析-2

1.4 课题设计研究内容-3

2课题有关知识介绍-4

2.1 换热器的发展状况-4

2.2 U型管换热器介绍-4

2.3 U型管换热器的优点-5

3 软件介绍-6

3.1 SolidWorks-6

3.2 ANSYS-6

4 换热器三维图形绘制-8

4.1 换热器几何模型绘制-8

4.2 U型管几何模型绘制-8

5 换热器热应力耦合场有限元分析-10

5.1 换热器的材料选择及原则-10

5.2定义单元属性-10

5.3换热器几何实体模型的导入-12

5.4 网格划分-13

5.5加载和求解-14

5.6 结果后处理-16

5.7 分析结果的判定-24

结论-25

1过程总结-25

2计算结果及分析-25

3前景展望-25

参 考 文 献-27

致    谢-28