! ***************环境设置*************** FINISH /CLEAR /UNITS,SI /FILN,E102
/TITLE, MECHANICAL AND THERMAL STRESS ANALYSIS OF FIXED TUBE-SHEET EXCHANGER ! ********* 参数设定*********
*SET,TSHELL,17 !壳程筒体壁厚
*SET,HSHELL,2500 !壳程筒体分析长度 *SET,DSHELL,806 !壳程筒体内径
*SET,HPSH,20 !壳程侧管板锻造凸肩高度 *SET,RSHELL,15 !壳程侧管板锻造圆角半径 *SET,SHIGH,100 !管板厚度
*SET,TCHANNEL,18.5 !管程筒体壁厚
*SET,HCHANNEL,350 !管程筒体分析长度
*SET,HPCH,20 !管程侧管板锻造凸肩高度 *SET,RCHANNEL,15 !管程侧管板锻造圆角半径 *SET,DP,25 !换热管外直径 *SET,SP,38 !换热管管间距 *SET,TPIPE,2.5 !换热管壁厚 *SET,TINSULAT,50 !保温层厚度 *SET,NY,20 !换热管行数
*DIM,NXZ,,NY !以行数定义一维数组个数，每个数组中存放该行换热管根数 *SET,NXZ(1),6,6,6,6,5,6,5,6,5,5 *SET,NXZ(11),5,5,4,5,4,4,3,3,2,1
! ***************剖分参数设定*************** *SET,NGH,8 !换热管周向剖分数 *SET,NGMESH,40 !换热管轴向剖分数
*SET,DENSITYMESHG,2 !换热管轴向剖分加密倍数 *SET,NR0,60 !管板环向剖分数
*SET,NHOU,2 !壳程和管程筒体壁厚剖分数 *SET,NINSULAT,3 !保温层壁厚剖分数
*SET,NHSHELL,40 !壳程筒体分析长度剖分数 *SET,NCHANNEL,8 !管程筒体分析长度剖分数 *SET,NR,4 !管板锻造圆角周向剖分数 *SET,NSHIGH,4 !管板厚度剖分数
*SET,NHPSH,2 !壳程侧管板锻造凸肩高度剖分数 *SET,NHPCH,2 !管程侧管板锻造凸肩高度剖分数 ! ***************载荷条件*************** *SET,PS,0.58 !壳程设计压力 *SET,PT,2 !管程设计压力 ! ***************物性参数***************
*SET,ASHELL,0.001764 !壳程筒体内介质传热系数 *SET,ACHANNEL,0.000191 !管程筒体内介质传热系数
*SET,ATUBE,0.000553 !换热管内介质传热系数 *SET,AENVIR,0.000006 !环境空气传热系数 *SET,TEPTUBE,250 !管程介质温度 *SET,TEPSHEL,140.5 !壳程介质温度 *SET,TEPENVIR,20 !环境温度
*SET,KSHELL,0.0371 !壳程筒体金属热导率 *SET,KCHANNEL,0.0188 !管程筒体金属热导率 *SET,KSHIGH,0.01618 !管板金属热导率 *SET,KTUBE,0.0189 !换热管金属热导率 *SET,KINSULAT,0.00025 !保温层岩棉热导率 ! ***************前处理*************** /PREP7
ET,1,SHELL57 !定义辅助建模的壳单元类型 ET,2,SOLID70 !进行热分析的体单元类型
MP,KXX,1,KSHELL !定义材料导热系数，1号材料对应筒体钢板 MP,KXX,2,KCHANNEL !定义材料导热系数，2号材料对应管箱钢板 MP,KXX,3,KSHIGH !定义材料导热系数，3号材料对应管板锻件 MP,KXX,4,KTUBE !定义材料导热系数，4号材料对应换热管钢管 MP,KXX,5,KINSULAT !定义材料导热系数，5号材料对应保温层岩棉 ! ***************建立模型***************
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!管板下表面,四分之一
*IF,DSHELL/2.0D0-RSHELL,LE,DSHELL/2.0D0+TSHELL-TCHANNEL-RCHANNEL,THEN !判断并确定一管板圆平面半径，其距两侧圆角边缘最小为5MM ROL=DSHELL/2.0D0-RSHELL-5 *ELSE
ROL=DSHELL/2.0D0+TSHELL-TCHANNEL-RCHANNEL-5 *ENDIF
PCIRC,,ROL,,90 !生成管板圆平面，其面号为1 *AFUN,DEG !转换成角度制
NTOL=0 !换热管总数计数器清零
*DO,J,1,NY !利用循环产生以换热管外直径为直径的圆平面 NTEMP=J
*DO,I,1,NXZ(NTEMP)
*IF,NTEMP,NE,NINT(NTEMP/2)*2,THEN !根据当前换热管行数的奇偶性确定工作面偏移的圆心坐标
WPOFFS,SP*SIN(60)+2*SP*SIN(60)*(I-1),SP*(J-1)*COS(60) !行数J为奇数时该行第I根换热管圆心坐标 *ELSE
WPOFFS,2*SP*SIN(60)*(I-1),SP*(J-1)*COS(60) !行数J为偶数时该行第I根换热管圆心坐标 *ENDIF
PCIRC,,DP/2.0D0 !产生以换热管外直径为直径的圆平面 NTOL=NTOL+1 !计数器加1
WPCSYS,1,0 !工作面圆心坐标回零
*ENDDO *ENDDO
ASEL,U,AREA,,1 !选中除管板圆平面的所有面
CM,BASE1,AREA !将上一行选中的所有以换热管外直径为直径的圆平面命名为BASE1
ALLSEL !全选
ASBA,1,BASE1 !布尔减运算，产生布管区管板的下表面 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!换热管下表面,四分之一
*DO,J,1,NY !利用循环产生换热管下表面的圆环面，方法与上一个循环相同 NTEMPJ=J
*DO,I,1,NXZ(NTEMPJ) NTEMPI=I
*IF,NTEMPJ,NE,NINT(NTEMPJ/2)*2,THEN
WPOFFS,SP*SIN(60)+2*SP*SIN(60)*(I-1),SP*(J-1)*COS(60) *ELSE
WPOFFS,2*SP*SIN(60)*(I-1),SP*(J-1)*COS(60) *ENDIF
*IF,NTEMPJ,EQ,1,THEN
PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0,,90 PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0,90,180 *ELSE
*IF,NTEMPJ,EQ,NINT(NTEMPJ/2)*2,THEN *IF,NTEMPI,EQ,1,THEN
PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0,270,360 PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0,,90 *ELSE
PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0 *ENDIF *ELSE
PCIRC,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0 *ENDIF *ENDIF WPCSYS,1,0 *ENDDO *ENDDO
AGLUE,ALL !将新产生的换热管圆环面与管板平面粘和为一体 NUMCMP,AREA !使所有面的面号从小到大重新排序 NUMCMP,LINE !使所有线的线号从小到大重新排序 LSEL,S,RADIUS,,ROL !选中管板圆平面的外边缘线
ASLL,S,0 !选中与此线相关的面，即布管区管板的下表面 CM,BASPLT,AREA !给布管区管板的下表面命名为BASPLT ALLSEL !全选
ASEL,U,AREA,,BASPLT !选中所有换热管下表面的圆环面
CM,BASTUB,AREA !给换热管下表面的圆环面命名为BASTUB
ALLSEL !全选 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!网格剖分参数
LSEL,S,RADIUS,,ROL !选中管板圆平面的外边缘线 LESIZE,ALL,,,NR0 !指定该线的剖分数 ALLSEL !全选
LSEL,S,RADIUS,,DP/2.0D0-TPIPE,DP/2.0D0 !选中构成换热管下表面的圆环面的圆环线 LESIZE,ALL,,,NGH/4 !指定这些线的剖分数 ALLSEL !全选
LSEL,S,LENGTH,,TPIPE !选中长度为换热管壁厚的线 LESIZE,ALL,,,1 !换热管壁厚方向剖分1份 ALLSEL !全选
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!布管区管板体
MSHAPE,0,2D !指定面单元形状为四边形 TYPE,1 !指定面单元类型 ESIZE,SP-DP !定义单元尺寸 MAT,3 !设定材料属性
AMESH,BASPLT !对布管区管板的下表面进行网格划分 K,10001,0,0,0 !定义拉伸布管区管板的下表面所需的关键点 K,10002,0,0,TCHANNEL !定义拉伸布管区管板的下表面所需的关键点 K,10003,0,0,SHIGH-TSHELL!定义拉伸布管区管板的下表面所需的关键点 K,10004,0,0,SHIGH !定义拉伸布管区管板的下表面所需的关键点 NUMCMP,LINE !使所有线的线号从小到大重新排序
L,10001,10002,NHOU !生成布管区管板的下表面的拉伸辅助线，并指定剖分数 L,10002,10003,NSHIGH !生成布管区管板的下表面的拉伸辅助线，并指定剖分数 L,10003,10004,NHOU !生成布管区管板的下表面的拉伸辅助线，并指定剖分数 *GET,LINE0,LINE,,NUM,MAX!得到辅助线的线号 TYPE,2 !指定体单元类型
VDRAG,BASPLT,,,,,,LINE0-2,LINE0-1,LINE0 !产生布管区管板的体单元 ACLEAR,BASPLT !清除布管区管板的下表面的面单元 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!换热管体
MSHAPE,0,2D !指定面单元形状为四边形 TYPE,1 !指定面单元类型 MAT,4 !设定材料属性
AMESH,BASTUB !对换热管下表面的圆环面进行网格划分
K,10005,0,0,SHIGH+RSHELL+HPSH+HSHELL !定义拉伸换热管下表面的圆环面所需的关键点
L,10004,10005 !生成换热管下表面的圆环面的拉伸辅助线 *GET,LINE1,LINE,,NUM,MAX!得到辅助线的线号
LESIZE,LINE1,,,NGMESH,DENSITYMESHG !指定辅助线剖分份数和加密倍数 TYPE,2 !指定体单元类型
VDRAG,BASTUB,,,,,,LINE0-2,LINE0-1,LINE0,LINE1 !产生换热管的体单元 ACLEAR,BASTUB !清除换热管下表面的圆环面的面单元 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!管程筒体零度剖面 WPROTA,,90 !旋转工作面
