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뉴스 세부정보
두 공급업체가 동일한 고정 튜브시트 열 교환기, 성능 및 재질에 대해 견적을 제시했으며, 두께는 15~20% 차이가 납니다. 둘 다 틀린 것은 아닙니다. 모델이 다르며, 튜브시트 설계에서 모델은 성능이 아닌 표준에 속합니다. 따라서 견적은 숫자가 아닌 코드로 비교해야 합니다.
ASME UHX: 직접적인 최소 두께 없음, 반복만 있음
ASME UHX는 직접적인 최소 튜브시트 두께를 제공하지 않습니다. 사용자 제공 초기 두께(U-튜브 프로그램은 시작 공식을 제공하지만 항상 적합하지는 않음)에서 시작하여 각 튜브시트 유형(단순 지지, 고정)에 대한 응력 구성 요소를 계산하고 가장 심각한 신뢰할 수 있는 하중 사례를 평가합니다. 출력은 세 가지 인터페이스에서의 축 방향, 굽힘 및 전단 응력입니다: 튜브-튜브시트, 튜브시트-채널 쉘, 튜브시트-쉘. 응력이 허용치를 초과하면 반복 단계가 제공됩니다: 임계 응력이 허용치에 도달할 때까지 두께가 증가합니다. 이 두께가 이론적인 최소값입니다.
TEMA: 동일한 기준, 크게 단순화됨
고정 튜브시트의 경우 TEMA는 큰 단순화를 통해 동일한 기준을 따릅니다:
- 구멍 없는 림은 무시됩니다.
- 튜브시트-쉘 및 튜브시트-채널 연결은 강체입니다: es/Ds는 F와 독립적이며, 쉘 및 채널 회전 강성은 무시됩니다.
- 계수 F는 튜브 번들 보강 및 구멍 약화 효과를 무시합니다. TEMA는 이들이 상쇄된다고 가정합니다.
고정 튜브시트 설계는 강성 비율 Xa에 의해 결정됩니다: 튜브 번들 축 강성 대 튜브시트 굽힘 강성.
플로팅 헤드 튜브시트의 경우, ASME는 등가 응력을 Pe(Xa) = Ps - Pt로 단순화합니다. TEMA는 다시 튜브 번들의 기여를 무시합니다.
구멍 리거먼트 계수: 핵심 차이점
둘 다 구멍 뚫린 판의 약화 계수를 다르게 정의하며, 여기서 대부분의 격차가 시작됩니다.
| 항목 | TEMA | ASME UHX |
|---|---|---|
| 리거먼트 폭 기준 | 튜브 사이의 평균 폭 | 튜브 사이의 최소 폭 |
| 튜브 벽의 영향 | 단일 평균 폭 η은 조인트가 확장되었거나 용접만 된 경우에 관계없이 적용됩니다. 튜브 벽의 기여는 구분되지 않습니다. | 튜브 벽은 튜브가 확장된 경우 유효 리거먼트의 일부로 계산됩니다. 용접 전용 조인트는 더 낮은 μ*(기하학적 μ에 접근)를 사용합니다. |
| 유효 구멍 직경 | d*d*ηη | 유효 구멍 직경 d*는 튜브 벽, 계수 비율, 허용 응력 비율 및 확장 깊이를 포함하여 정의됩니다. |
| 재질 불일치 | 튜브시트 두께 공식은 튜브시트에 대해 단일 허용 응력을 사용합니다. 튜브 및 튜브시트 속성은 별도의 변수로 취급되지 않습니다. | 튜브 및 튜브시트 재질 속성(Et, E, St, S)은 리거먼트 및 응력 계산에서 별도로 취급됩니다. |
기호 참조
| 기호 | 의미 | 코드 시스템 |
|---|---|---|
| d* | 유효 구멍 직경 | ASME UHX |
| η | 평균 리거먼트 폭에 대한 리거먼트 효율 | TEMA |
| μ | 최소 폭에 대한 기하학적 리거먼트 효율, 튜브 벽 또는 재질 보정 없음 | ASME UHX |
| μ* | 유효 리거먼트 효율: 튜브 벽, 계수 비율, 응력 비율, 확장 깊이에 대해 보정된 μ | ASME UHX |
μ 대 μ*: μ는 튜브 배치(구멍 직경, 피치, 패턴)에 의해 최소 리거먼트 폭에 설정된 기하학적 리거먼트 효율입니다. μ*는 확장된 튜브 벽을 하중 지지 면적으로 추가하고, 계수 비율, 응력 비율 및 확장 깊이를 추가하므로 μ* ≥ μ — 확장된 조인트의 경우에만 위쪽이며, 용접 전용 조인트의 경우 가깝습니다.
더 작은 유효 리거먼트는 더 높은 응력을 유발합니다. UHX는 최소값을 사용하고 TEMA는 평균값을 사용하므로 TEMA는 동일한 기하학적 구조에서 더 낮은 응력을 유발하며, 용접 전용 조인트의 경우 격차가 벌어집니다.
조인트 하중 사례: 모든 조건 대 압력만
ASME는 모든 신뢰할 수 있는 사례에 대해 튜브-튜브시트 조인트 하중을 허용치와 비교하여 계산해야 합니다. TEMA는 압력만 해당되는 경우에만 계산하며, 다른 경우는 따라간다고 가정합니다. 주기적인 서비스에서는 상속 대신 확인하십시오.
GB/T 151: 네 가지 하중 조합 및 응력 분류
중국 표준은 다른 경로를 따릅니다: 쉘 및 튜브 설계 압력의 네 가지 조합, 차동 팽창 포함 및 미포함, 그리고 반대 쌍도 마찬가지입니다. 데드 웨이트는 2D 축대칭 모델에서 별도로 처리되며, 튜브시트는 등가 판으로, 튜브 번들은 다층 등가 실린더로, 중력은 네 가지 모두에 중첩됩니다. 최종 평가는 튜브시트, 튜브, 쉘 및 쉘-튜브시트 접합부에 대한 JB 4732 분류를 따릅니다.
사양에 무엇을 작성해야 하는가
- 사양에 코드 및 기계적 모델을 명시하여 두께를 하나의 기준으로 비교하십시오.
- 두께를 개별적으로 비교하지 마십시오. 더 보수적인 모델 또는 다른 가장자리 구속 가정을 반영할 수 있습니다.
- 인터페이스 항목을 시스템으로 확인하십시오: 튜브 축 응력, 인발력 및 장착된 경우 확장 조인트.
- 계산 보고서를 요청하십시오: 최소 두께, 튜브시트 및 쉘 굽힘 응력, 조인트 하중.
자주 묻는 질문
ASME UHX는 왜 직접적인 최소 튜브시트 두께를 제공하지 않습니까?
공식이 아니라 응력 확인 절차입니다. 초기 두께에서 최악의 경우에 대한 인터페이스 응력을 계산하고 임계 응력이 허용될 때까지 반복합니다.
왜 TEMA는 동일한 설계에 대해 ASME보다 얇은 튜브시트를 제공합니까?
주로 리거먼트 계수입니다. TEMA는 평균 폭 η를 사용합니다. UHX는 최소 리거먼트 폭 d* 및 μ*를 사용합니다.
어떤 튜브-튜브시트 조인트 하중 사례를 확인해야 합니까?
ASME는 모든 신뢰할 수 있는 사례를 허용치와 비교하여 확인합니다. TEMA는 주기적인 서비스에서 확인해야 하는 압력만 해당되는 경우를 확인합니다.
고정 튜브시트에 대해 GB/T 151은 어떤 하중 조합을 요구합니까?
차동 팽창 포함 및 미포함의 네 가지 쉘/튜브 설계 압력 조합, 그리고 네 가지 모두에 대한 별도의 데드 웨이트 사례는 JB 4732에 의해 평가됩니다.
