固定管板换热器壳体应力测定实验 一、实验目的 1.了解换热器壳体在壳程压力作用下产生的应力： 2.了解换热器壳体在压力和温度载荷联合作用下产生的应力： 3.掌握电阻应变片测定应力的原理和方法，熟悉有关应力测定仪器 二、实验装置 过程设备与控制多功能综合实验台，BZ2205C静态电阻应变仪 三、实验内容 测定在壳程压力作用下换热器壳体上的应力，以壳程压力为横坐标，壳体应 力为纵坐标，作σ。一P,的理论与实验曲线，并进行分析：测定在压力和温度载 荷联合作用下换热器壳体上的应力，以温差为横坐标，壳体应力为纵坐标，作 O.-△1实验曲线，并进行分析。 四、实验步骤 (一)应变仪操作： 1.检查各接线是否正确、牢固： 2.打开应变仪电源，预热20分钟： 3.设置测量桥路为1/4桥： 4.设定灵敏系数，本实验中，应变片的灵敏系数为2.07： 5.设置公共补偿点： 6.设置补偿点补偿10个测量点： 7.清空历史数据： 8.确认上述设置有效： 9.进行电桥平衡。 (二)实验台和控制台操作 1.打开冷流体壳程入口阀下7、冷流体壳程出口阀8，关闭其它阀门，使冷流 体走壳程： 2.打开自来水阀门灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气，关闭自来 水阀门：
固定管板换热器壳体应力测定实验 一、实验目的 1．了解换热器壳体在壳程压力作用下产生的应力； 2．了解换热器壳体在压力和温度载荷联合作用下产生的应力； 3．掌握电阻应变片测定应力的原理和方法，熟悉有关应力测定仪器。 二、实验装置 过程设备与控制多功能综合实验台，BZ2205C 静态电阻应变仪 三、实验内容 测定在壳程压力作用下换热器壳体上的应力，以壳程压力为横坐标，壳体应 力为纵坐标，作σ θ − ps 的理论与实验曲线，并进行分析；测定在压力和温度载 荷联合作用下换热器壳体上的应力，以温差为横坐标，壳体应力为纵坐标，作 t σ z − Δ 实验曲线，并进行分析。 四、实验步骤 （一）应变仪操作： 1．检查各接线是否正确、牢固； 2．打开应变仪电源，预热 20 分钟； 3．设置测量桥路为 1/4 桥； 4．设定灵敏系数，本实验中，应变片的灵敏系数为 2.07； 5．设置公共补偿点； 6．设置补偿点补偿 10 个测量点； 7．清空历史数据； 8．确认上述设置有效； 9．进行电桥平衡。 （二）实验台和控制台操作 1．打开冷流体壳程入口阀 F7、冷流体壳程出口阀 F8，关闭其它阀门，使冷流 体走壳程； 2．打开自来水阀门灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气，关闭自来 水阀门；
3.向右扳动控制台面板上的总控开关“14”，启动控制台： 4.流量自动/手动控制按钮“3”置于手动位置，顺时针旋转“9”旋钮，打开 电动调节阀： 5.启动组态王程序，进入实验二“换热器壳体应力测定实验”画面，选择“壳 体受压”： 6.扳动选择开关“7”，将水泵运行设置成直接启动方式（全速运行方式）： 7.按下冷水泵启动按钮“11”，冷水泵开始运转： 8.清空数据库： 9.调节流量调节阀F6,使压力从0.6到0.9wPa,每隔0.1MPa测量和记录一次： 10.关闭冷水泵，打开热流体管程入口阀下1、热流体管程出口阀2，使热流体 走管程，冷流体走壳程： 11.选择“热应力”，清空数据库按下冷水泵启动按纽“11”，冷水泵开始运转： 12.调节流量调节阀6，使壳程流体压力保持在某一固定的值不变： 13.顺时针旋转热水泵启动旋钮“13”，启动热水泵： 14.改变温度，选三个不同的温度（温差间隔在10℃左右），测量并记录一次： 15.实验结束后，关闭冷、热水泵，进入“换热器壳体应力测定实验数据处理” 程序： 16.点击“导入数据”按钮，选择处理数据文件的类型为1一数据库文件，点击 “计算”按钮，进行数据计算，点击“绘图”按钮，生成实验曲线： 17.点击“导出数据”按钮，可生成实验数据文本文件，输入文件名称及文件类 型后，按“保存”按钮，保存数据文件： 18.点击“打印”按钮，打印实验数据和实验曲线： 19.点击“退出”按钮，退出实验程序。 壳程压力引起的壳体应力（只有冷水走壳程） 表1实验测量结果 P (MPa) p (MPa) 测点 6. 1 3 4 5
3．向右扳动控制台面板上的总控开关“14”，启动控制台； 4．流量自动/手动控制按钮“3”置于手动位置，顺时针旋转“9”旋钮，打开 电动调节阀； 5．启动组态王程序，进入实验二“换热器壳体应力测定实验”画面，选择“壳 体受压”； 6．扳动选择开关“7”，将水泵运行设置成直接启动方式(全速运行方式)； 7．按下冷水泵启动按钮“11”，冷水泵开始运转； 8．清空数据库； 9．调节流量调节阀 F6，使压力从 0.6 到 0.9MPa，每隔 0.1MPa 测量和记录一次； 10．关闭冷水泵，打开热流体管程入口阀 F1、热流体管程出口阀 F2，使热流体 走管程，冷流体走壳程； 11. 选择“热应力” ，清空数据库按下冷水泵启动按钮“11”，冷水泵开始运转； 12. 调节流量调节阀 F6, 使壳程流体压力保持在某一固定的值不变； 13．顺时针旋转热水泵启动旋钮“13”，启动热水泵； 14．改变温度，选三个不同的温度（温差间隔在 10℃左右），测量并记录一次； 15．实验结束后，关闭冷、热水泵，进入“换热器壳体应力测定实验数据处理” 程序； 16．点击“导入数据”按钮，选择处理数据文件的类型为 1－数据库文件，点击 “计算”按钮，进行数据计算，点击“绘图”按钮，生成实验曲线； 17．点击“导出数据”按钮，可生成实验数据文本文件，输入文件名称及文件类 型后，按“保存”按钮，保存数据文件； 18．点击“打印”按钮，打印实验数据和实验曲线； 19．点击“退出”按钮，退出实验程序。 壳程压力引起的壳体应力（只有冷水走壳程） 表 1 实验测量结果 psi ( MPa ) pso ( MPa ) 测 点 θ ε z ε 1 2 3 4 5
3 1 2 3 4 5 4 5 表2实验计算结果 测点 P (MPa) Go (MPa)
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 表 2 实验计算结果 测点 Ps （MPa ） θ ε z ε σ θ （MPa ） 1 2 3 4
压力和温度载荷联合作用引起的壳体应力（热水走管程、冷水走壳程） 表3实验测量结果 p测 (C)(C)(C)(C)(MPa)(MPa)(MPa)(MPa) 1 2 3 5 1 2 4 5 1 3 5 表4验计算结果 测点 1,(C) 1,(C) Ar (C)
5 压力和温度载荷联合作用引起的壳体应力（热水走管程、冷水走壳程） 表 3 实验测量结果 T1 (°C ) T2 (°C ) 1t (°C ) 2t (°C ) pti ( MPa ) pto ( MPa ) psi ( MPa ) pso ( MPa ) 测 点 θ ε z ε 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 表 4 验计算结果 测点 t t （°C ） s t （°C ） Δt （°C ） 1
表5验计算结果 测点 Ar (C) G:(MPa) 五、思考题 1.构件中产生热应力的条件是什么？
2 3 4 5 表 5 验计算结果 测点 Δt （°C ） θ ε z ε σ z ( MPa ) 1 2 3 4 5 五、思考题 1．构件中产生热应力的条件是什么？