[发明专利]一种冷凝器在微动磨损作用下的管束疲劳失效预测方法

说明书

本发明涉及冷凝器的管束失效预测领域，具体是涉及一种冷凝器在微动磨损作用下的管束疲劳失效预测方法。该管束疲劳失效预测方法包括计算换热管的工作速率，根据换热管的工作速率，计算换热管的体积微动磨损率，根据换热管的体积微动磨损率，计算换热管的微动磨损深度，判断微动磨损深度是否小于换热管的管壁厚度：若否，则给出管束疲劳失效的预测结论；若是，则计算换热管因微动磨损导致管束疲劳失效所需要的剩余时间。该管束疲劳失效预测方法不仅能预测换热管组成的管束是否会因微动磨损而失效，同时计算了管束疲劳失效所需要的剩余时间，完善了现有的换热管因振动失效的预测方法，方便使用者及时更换已经被磨损的换热管。

技术领域

本发明涉及冷凝器的管束失效预测领域，具体是涉及一种冷凝器在微动磨损作用下的管束疲劳失效预测方法。

背景技术

微动磨损是不同行业中的常见问题，尤其是涉及金属部件之间的相互作用时。在冷凝器中，换热管的振动使得它们易于受到挡板支撑件或相邻换热管的冲击和摩擦，因此导致换热管组成的管束断裂或换热管的管壁被磨穿，进而造成冷凝器的失效和重大经济损失。

现有的冷凝器的管束疲劳失效预测方法，只针对换热管组成的管束是否失效进行预测，并没有给出换热管因微动磨损导致管束疲劳失效所需要的剩余时间，进而导致使用者不能在管束疲劳失效前更换已经被磨损的换热管。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷凝器在微动磨损作用下的管束疲劳失效预测方法，不仅能预测换热管组成的管束是否会因微动磨损而失效，同时计算了管束疲劳失效所需要的剩余时间，完善了现有的换热管因振动失效的预测方法，方便使用者及时更换已经被磨损的换热管。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种冷凝器在微动磨损作用下的管束疲劳失效预测方法，包括以下步骤：

S10，计算换热管的工作速率。

S11，根据换热管的工作速率，计算换热管的体积微动磨损率。

S12，根据换热管的体积微动磨损率，计算换热管的微动磨损深度。

S13，判断微动磨损深度是否小于换热管的管壁厚度：若否，则给出管束疲劳失效的预测结论，即冷凝器中的换热管在微动磨损的作用下导致换热管疲劳，进而导致换热管失效的预测结论；若是，则进行步骤S14。

S14，计算换热管因微动磨损导致管束疲劳失效所需要的剩余时间。

优选的，步骤S10的计算换热管的工作速率W_N的公式如下：

其中，m为换热管单位长度的总质量；y_max为发生旋涡脱落或者湍流抖振模式下换热管的最大均方振动幅度；f为发生旋涡脱落或者湍流抖振模式下换热管的固有频率；l为换热管的最大跨距；ζ为阻尼比。

优选的，步骤S11的换热管的体积微动磨损率V的计算公式如下：

V＝K_FWW_N (2)

其中，K_FW为微动磨损系数。

优选的，步骤S12的换热管的微动磨损深度d_w的计算公式如下：

其中，T_s为换热管微动磨损发生的总时间；d为换热管的外直径；L为折流板的厚度，折流板是换热管的支撑件，换热管插在折流板的管孔中。

优选的，计算换热管因微动磨损导致管束疲劳失效所需要的总时间，具体步骤如下：