[發(fā)明專利]一種冷凝器在微動(dòng)磨損作用下的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811617828.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109726471B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘建華;陳學(xué)東;許明;周浩楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥通用機(jī)械研究院有限公司;合肥通用機(jī)械研究院特種設(shè)備檢驗(yàn)站有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明涉及冷凝器的管束失效預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體是涉及一種冷凝器在微動(dòng)磨損作用下的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法。該管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法包括計(jì)算換熱管的工作速率，根據(jù)換熱管的工作速率，計(jì)算換熱管的體積微動(dòng)磨損率，根據(jù)換熱管的體積微動(dòng)磨損率，計(jì)算換熱管的微動(dòng)磨損深度，判斷微動(dòng)磨損深度是否小于換熱管的管壁厚度：若否，則給出管束疲勞失效的預(yù)測(cè)結(jié)論；若是，則計(jì)算換熱管因微動(dòng)磨損導(dǎo)致管束疲勞失效所需要的剩余時(shí)間。該管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法不僅能預(yù)測(cè)換熱管組成的管束是否會(huì)因微動(dòng)磨損而失效，同時(shí)計(jì)算了管束疲勞失效所需要的剩余時(shí)間，完善了現(xiàn)有的換熱管因振動(dòng)失效的預(yù)測(cè)方法，方便使用者及時(shí)更換已經(jīng)被磨損的換熱管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冷凝器的管束失效預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體是涉及一種冷凝器在微動(dòng)磨損作用下的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

微動(dòng)磨損是不同行業(yè)中的常見(jiàn)問(wèn)題，尤其是涉及金屬部件之間的相互作用時(shí)。在冷凝器中，換熱管的振動(dòng)使得它們易于受到擋板支撐件或相鄰換熱管的沖擊和摩擦，因此導(dǎo)致?lián)Q熱管組成的管束斷裂或換熱管的管壁被磨穿，進(jìn)而造成冷凝器的失效和重大經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)有的冷凝器的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法，只針對(duì)換熱管組成的管束是否失效進(jìn)行預(yù)測(cè)，并沒(méi)有給出換熱管因微動(dòng)磨損導(dǎo)致管束疲勞失效所需要的剩余時(shí)間，進(jìn)而導(dǎo)致使用者不能在管束疲勞失效前更換已經(jīng)被磨損的換熱管。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種冷凝器在微動(dòng)磨損作用下的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法，不僅能預(yù)測(cè)換熱管組成的管束是否會(huì)因微動(dòng)磨損而失效，同時(shí)計(jì)算了管束疲勞失效所需要的剩余時(shí)間，完善了現(xiàn)有的換熱管因振動(dòng)失效的預(yù)測(cè)方法，方便使用者及時(shí)更換已經(jīng)被磨損的換熱管。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種冷凝器在微動(dòng)磨損作用下的管束疲勞失效預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

S10，計(jì)算換熱管的工作速率。

S11，根據(jù)換熱管的工作速率，計(jì)算換熱管的體積微動(dòng)磨損率。

S12，根據(jù)換熱管的體積微動(dòng)磨損率，計(jì)算換熱管的微動(dòng)磨損深度。

S13，判斷微動(dòng)磨損深度是否小于換熱管的管壁厚度：若否，則給出管束疲勞失效的預(yù)測(cè)結(jié)論，即冷凝器中的換熱管在微動(dòng)磨損的作用下導(dǎo)致?lián)Q熱管疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱管失效的預(yù)測(cè)結(jié)論；若是，則進(jìn)行步驟S14。

S14，計(jì)算換熱管因微動(dòng)磨損導(dǎo)致管束疲勞失效所需要的剩余時(shí)間。

優(yōu)選的，步驟S10的計(jì)算換熱管的工作速率W_N的公式如下：

其中，m為換熱管單位長(zhǎng)度的總質(zhì)量；y_max為發(fā)生旋渦脫落或者湍流抖振模式下?lián)Q熱管的最大均方振動(dòng)幅度；f為發(fā)生旋渦脫落或者湍流抖振模式下?lián)Q熱管的固有頻率；l為換熱管的最大跨距；ζ為阻尼比。

優(yōu)選的，步驟S11的換熱管的體積微動(dòng)磨損率V的計(jì)算公式如下：

V＝K_FWW_N (2)

其中，K_FW為微動(dòng)磨損系數(shù)。

優(yōu)選的，步驟S12的換熱管的微動(dòng)磨損深度d_w的計(jì)算公式如下：

其中，T_s為換熱管微動(dòng)磨損發(fā)生的總時(shí)間；d為換熱管的外直徑；L為折流板的厚度，折流板是換熱管的支撐件，換熱管插在折流板的管孔中。

優(yōu)選的，計(jì)算換熱管因微動(dòng)磨損導(dǎo)致管束疲勞失效所需要的總時(shí)間，具體步驟如下：