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管壳式换热器管束有限元模拟合理性研究及失稳分析 被引量：5
1
作者 朱志颖 于洪杰 +2 位作者 朱国栋 钱才富 吴志伟 《压力容器》 北大核心 2024年第9期39-47,共9页
针对某DN300 mm、热管长度3 m的浮头式换热器管束失稳的数值模拟问题,首先,不考虑换热管和折流板之间的间隙,采用直接绑定接触将换热管和折流板连接在一起进行非线性失稳分析,结果是由于管束抗失稳,刚度显著增加,在壳程等效轴向压力达到... 针对某DN300 mm、热管长度3 m的浮头式换热器管束失稳的数值模拟问题,首先,不考虑换热管和折流板之间的间隙,采用直接绑定接触将换热管和折流板连接在一起进行非线性失稳分析,结果是由于管束抗失稳,刚度显著增加,在壳程等效轴向压力达到42.606 MPa时,管束在轴向载荷作用下发生塑性失效,没有出现失稳;然后,针对换热管和折流板之间存在间隙而出现非线性接触分析难题,提出间隙等效法,即在间隙中填充软材料,从而改变接触形式,实现非线性失稳分析。同时,还针对该浮头换热器,采用间隙等效法成功进行了在壳程等效压力作用下的非线性稳定性分析,结果发现,由于换热器没有筒体支撑,管束会发生整体失稳,失稳变形呈整体偏斜,此时的等效轴向压力为18.6 MPa,小于换热管和折流板直接绑定的结果。另外,由GB/T 151—2014确定的基于欧拉公式计算的单根管临界失稳压力为89790 N,远大于本算例中整体失稳平均每根管承受的轴向压力,这意味着基于欧拉公式的换热器常规设计可能无法保证不会发生管束整体失稳的情况。 展开更多
关键词 浮头式换热器 壳程压力 临界压力 管束整体失稳
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热输入量对换热器管板焊接接头缺陷及残余应力的影响 被引量：2
2
作者 曲华旭 赵永刚 +3 位作者 季绍俊 陈有增 朱翔鹰 彭浩平 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第5期22-33,共12页
文章通过改变焊接的电流和电压,研究热输入量(2.16 kJ/mm,2.52 kJ/mm,2.88 kJ/mm)对换热器管板焊接接头缺陷的影响。基于有限元算法,研究热输入量对换热器管板焊接接头处残余应力的影响,进一步改进焊接工艺。结果表明,与热输入量为2.16 ... 文章通过改变焊接的电流和电压,研究热输入量(2.16 kJ/mm,2.52 kJ/mm,2.88 kJ/mm)对换热器管板焊接接头缺陷的影响。基于有限元算法,研究热输入量对换热器管板焊接接头处残余应力的影响,进一步改进焊接工艺。结果表明,与热输入量为2.16 kJ/mm和2.88 kJ/mm相比,在热输入量为2.52 kJ/mm时,管板焊接接头的焊接质量最佳,具有焊缝成形好,无裂纹及少量可接受的焊接缺陷。通过对多管-板焊接接头的残余应力计算发现,中心换热管处热影响区残余应力较大。而且残余应力并不是随着热输入的增加而增加。与热输入量为2.16 kJ/mm和2.88 kJ/mm相比,当热输入量为2.52 kJ/mm时,管板接头处的残余应力分布最均匀且稳定,表明焊接质量最佳,这与实验结果一致。最后,通过增加焊间冷却时间和改变焊接顺序来改进焊接工艺,解决了局部残余应力分布集中的问题,改进了焊接接头质量。 展开更多
关键词 换热器 焊接缺陷 残余应力 热输入量
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双管板换热器管板平均金属温度确定方法研究
3
作者 许学斌 袁博 王小鹏 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第2期23-27,共5页
国家标准GB/T 151—2014《热交换器》中对于双管板换热器的计算,需要给出内外管板的平均金属温度,但标准未给出管板平均金属温度的确定方法,为此,借助FLUENT软件对双管板换热器管板及其邻近流体区域的传热进行了数值模拟研究,在理论传... 国家标准GB/T 151—2014《热交换器》中对于双管板换热器的计算,需要给出内外管板的平均金属温度,但标准未给出管板平均金属温度的确定方法,为此,借助FLUENT软件对双管板换热器管板及其邻近流体区域的传热进行了数值模拟研究,在理论传热公式和数值模型基础上,对换热器在不同介质和不同流速下的温度场进行数值模拟,给出了双管板换热器内外管板平均金属温度的确定方法和简易计算公式,研究结果可有助于双管板换热器的设计,同时便于工程应用。 展开更多
关键词 双管板换热器 平均金属温度 数值模拟 传热方程
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化学镀镍换热器管束腐蚀破裂失效分析 被引量：8
4
作者 师红旗 丁毅 马立群 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期93-95,共3页
针对化学镀镍换热器管束腐蚀破裂进行分析,采用XRD物相分析、EDS成分分析、力学性能测试、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析、电化学测试等手段,分析了管束破裂的原因。结果表明,管束外表面镍磷镀层局部发生破坏后对碳钢管束基体的加... 针对化学镀镍换热器管束腐蚀破裂进行分析,采用XRD物相分析、EDS成分分析、力学性能测试、金相显微组织分析、SEM微观形貌分析、电化学测试等手段,分析了管束破裂的原因。结果表明,管束外表面镍磷镀层局部发生破坏后对碳钢管束基体的加速电偶腐蚀是管束发生破裂的主要原因。 展开更多
关键词 化学镀镍 换热器管束 电偶腐蚀 失效分析 腐蚀破裂
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具有内外流的换热器管束动特性分析 被引量：9
5
作者 赖永星 刘敏珊 董其伍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期159-162,共4页
利用大型有限元程序Ansys的参数化设计语言(APDL),对模型进行智能化网格剖分、材料参数设定、模型几何参数设置,完成了充满液体单管的建模和多种节径比的正方形排列管束的建模,并采用流固耦合法进行了动特性的计算。通过计算结果分析,... 利用大型有限元程序Ansys的参数化设计语言(APDL),对模型进行智能化网格剖分、材料参数设定、模型几何参数设置,完成了充满液体单管的建模和多种节径比的正方形排列管束的建模,并采用流固耦合法进行了动特性的计算。通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,可供从事换热器等化工设备设计的工程技术人员参考。 展开更多
关键词 动特性 换热器管束 内外流
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电站锅炉换热器管爆漏原因分析及预防措施 被引量：5
6
作者 田红 杨晨 廖正祝 《热力发电》 CAS 北大核心 2008年第12期35-37,53,共4页
电站锅炉的换热器管经常发生爆破和泄漏事故,严重影响锅炉运行安全。按照换热器管的设计、制造、安装、运行和维修等先后顺序以及所处位置和运行环境的不同,论述了电站锅炉换热器管产生爆漏的原因及应采取的对策。
关键词 电站锅炉 换热器管 水冷壁 过热器 再热器 省煤器 爆漏
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SAF2205双相钢换热器管弯管工艺研究 被引量：4
7
作者 张淑娟 胡传顺 +2 位作者 张娟娟 黄抚生 叶唐 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2005年第10期44-45,共2页
用双相钢SAF2205!19mm×3mm管材制造换热器管,采取在1030￣1150℃温度范围内对其进行弯管成型加工,加工后采用1070℃固溶处理,通过光学显微镜和扫描电镜观察及X射线衍射分析,测定其铁素体体积百分含量接近50%,评定其晶粒度级别大于8... 用双相钢SAF2205!19mm×3mm管材制造换热器管,采取在1030￣1150℃温度范围内对其进行弯管成型加工,加工后采用1070℃固溶处理,通过光学显微镜和扫描电镜观察及X射线衍射分析,测定其铁素体体积百分含量接近50%,评定其晶粒度级别大于8级,且在所有取样中均未发现有σ相析出。表明所选择的弯管加工成型工艺及固溶处理工艺是合适的,是能够保证双相钢换热器设备具有优良的抗腐蚀性能、力学性能等综合性能的。 展开更多
关键词 SAF2205双相钢 换热器管 固溶处理 σ脆性相
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甲胺装置换热器管束的泄漏失效分析 被引量：3
8
作者 王雨顺 师红旗 +1 位作者 丁毅 马立群 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2010年第3期248-250,共3页
某公司甲胺装置换热器管束发生内漏。通过表面腐蚀形态分析、化学成分分析、金相显微组织分析、力学性能测试、EDS成分分析、SEM微观形貌分析、电化学测试等手段,分析了管束内漏的原因。分析结果表明,甲胺剧烈蒸发而产生的冲刷作用以及... 某公司甲胺装置换热器管束发生内漏。通过表面腐蚀形态分析、化学成分分析、金相显微组织分析、力学性能测试、EDS成分分析、SEM微观形貌分析、电化学测试等手段,分析了管束内漏的原因。分析结果表明,甲胺剧烈蒸发而产生的冲刷作用以及管束穿孔部位材料受热软化共同导致了该管束的冲刷腐蚀减薄和穿孔失效。建议采用涂层或更换材质来防止此类失效。 展开更多
关键词 换热器管束 泄漏 冲刷腐蚀
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静止外部流体对换热器管束动特性的影响分析 被引量：6
9
作者 赖永星 刘敏珊 董其伍 《压力容器》 2004年第12期22-25,共4页
利用大型有限元程序Ansys的参数化设计语言,对模型进行智能化网格剖分、材料参数设定、模型几何参数设置,完成了多种节径比的正方形排列管束的建模,并采用流固耦合法进行了管束在两种流体中的动特性计算。通过计算结果分析,得出了一些... 利用大型有限元程序Ansys的参数化设计语言,对模型进行智能化网格剖分、材料参数设定、模型几何参数设置,完成了多种节径比的正方形排列管束的建模,并采用流固耦合法进行了管束在两种流体中的动特性计算。通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,可供从事换热器等化工设备设计的工程技术人员参考。 展开更多
关键词 动特性 换热器管束 外流
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换热器管板液压胀接接头高温强度及拉脱性能的数值模拟与试验研究 被引量：4
10
作者 朱振华 孟德志 +2 位作者 高龙 张为 刘利强 《压力容器》 北大核心 2022年第8期7-15,86,共10页
结合理论分析、有限元模拟和试验验证,系统地对12Cr2Mo1管板与321不锈钢管子组成的换热器管板胀接接头在不同温度载荷下的残余接触压力和拉脱性能进行了研究。利用叠加原理建立了胀接接头在高温下残余接触压力的数学模型,得到了胀接接... 结合理论分析、有限元模拟和试验验证,系统地对12Cr2Mo1管板与321不锈钢管子组成的换热器管板胀接接头在不同温度载荷下的残余接触压力和拉脱性能进行了研究。利用叠加原理建立了胀接接头在高温下残余接触压力的数学模型,得到了胀接接头残余接触压力分布规律以及在不同环境温度下残余接触压力和拉脱力随温度的变化关系。模拟和试验结果表明,高温下胀接接头的残余接触应力明显高于常温,且下端的残余接触应力高于上端;拉脱强度随着温度的升高而增大;高温下残余接触压力会由常温下的2条高压力接触环带变为3条高压力接触环带,提高了接头的结构强度。 展开更多
关键词 换热器管板 胀接接头 高温强度 拉脱性能
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温度应力对换热器管束动特性的影响分析 被引量：3
11
作者 王珂 赖永星 王贺郑 《石油机械》 北大核心 2007年第3期16-18,共3页
为了研究分析温度应力对固定式换热器管束动特性的影响,提出了精细有限元模型分析和简化有限元模型分析。精细模型把壳体、固定板、折流板采取空间壳单元模拟,换热管采用空间梁单元模拟进行分析计算。简化模型取折流板缺口处的换热管为... 为了研究分析温度应力对固定式换热器管束动特性的影响,提出了精细有限元模型分析和简化有限元模型分析。精细模型把壳体、固定板、折流板采取空间壳单元模拟,换热管采用空间梁单元模拟进行分析计算。简化模型取折流板缺口处的换热管为研究对象,采用空间梁单元模拟进行分析。从计算结果可以发现,当壳壁的温度大于管壁温度时,应力刚化使换热管的自振频率有不同幅度增加,增幅最小的固有频率增幅较小,当壳壁的温度小于管壁温度时,应力软化使换热管的固有频率有不同幅度的减小,减幅最大的固有频率减幅较大。 展开更多
关键词 换热器管束 预应力 动特性 固有频率
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电厂锅炉内换热器管阵列的声传播特性 被引量：1
12
作者 刘月超 姜根山 《声学技术》 CSCD 2013年第S1期19-20,共2页
0引言1993年Kushwaha首次提出了声子晶体的概念,近年来,对于声子晶体的研究取得了显著的进展。Kushwaha等研究发现三角晶格比正方晶格声子晶体的带隙更宽;,Vasseur等表明正方截面相对于圆截面能获得更宽的带隙;Goffaux等和Wu等分别研究... 0引言1993年Kushwaha首次提出了声子晶体的概念,近年来,对于声子晶体的研究取得了显著的进展。Kushwaha等研究发现三角晶格比正方晶格声子晶体的带隙更宽;,Vasseur等表明正方截面相对于圆截面能获得更宽的带隙;Goffaux等和Wu等分别研究了二维固/固和流/流声子晶体的正方截面散射体旋转角度对带隙的影响,结果显示旋转角度对带隙影响显著[1-4]。 展开更多
关键词 声子晶体 换热器管 电厂锅炉 正方晶格 阵列结构 平面波展开法 声传播 圆截面 散射体 电站锅炉
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换热器管板胀接接头开槽结构的模拟与试验研究 被引量：1
13
作者 朱振华 孟德志 +1 位作者 张为 刘利强 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第4期134-139,共6页
为增强换热器管板胀接接头在常温下的抗拉强度,通过有限元分析和试验验证,开发一种具有阶梯型开槽结构的管板接头。建立不开槽、标准开槽和阶梯开槽的三种胀接接头的理论分析模型,利用弹塑性理论进行胀接过程和接头拉脱过程的有限元模拟... 为增强换热器管板胀接接头在常温下的抗拉强度,通过有限元分析和试验验证,开发一种具有阶梯型开槽结构的管板接头。建立不开槽、标准开槽和阶梯开槽的三种胀接接头的理论分析模型,利用弹塑性理论进行胀接过程和接头拉脱过程的有限元模拟,探究不同开槽形式的胀接接头处的拉脱破坏形式,并且对三种胀接接头开展常温下的拉脱试验,得出不同开槽形式的胀接接头的拉脱力。结果表明:开槽结构的胀接接头的拉脱力明显高于不开槽结构的胀接接头,并且阶梯槽胀接接头的拉脱力最大。阶梯槽胀接接头在拉脱过程中会出现“驼峰形”的陡坡,拉脱难度更大。胀接接头在开槽位置形成多条较宽的高应力残存环带,这些高应力残存环带是保证开槽接头密封性和抗拉脱力的关键因素。 展开更多
关键词 换热器管板 胀接接头 开槽形式 拉脱性能 残余应力
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换热器管外水垢双向循环流态化周期清洗
14
作者 刘桂英 彭德其 +1 位作者 俞天兰 俞秀民 《冶金能源》 北大核心 2005年第4期39-41,50,共4页
提出了分区切换送气,双向交替内循环流动的三相流态化立式传热设备壳程在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了由40根32×3×2000传热管组成的大型立式试验台。采用色水法对其不同深度的截面速度场进行试验观测,结果表明:一根布气... 提出了分区切换送气,双向交替内循环流动的三相流态化立式传热设备壳程在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了由40根32×3×2000传热管组成的大型立式试验台。采用色水法对其不同深度的截面速度场进行试验观测,结果表明:一根布气管可以带动每侧的两排传热管区域的流态化清洗;清洗气体的消耗量设计算式为23.8(D2Nd2);清洗气体的压力为壳程液体静压的1.10倍。这种清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎不增加,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染。 展开更多
关键词 循环流态化 换热器管 双向 周期 水垢 三相流态化 内循环流动 清洗方法 传热设备 有机玻璃 试验观测 液体静压 清洗技术 设备费用 操作方便 污垢清洗 传热管 试验台 速度场 布气管 计算式 消耗量 均匀性 无污染 壳程 立式
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12Cr1MoV分解炉换热器管失效分析
15
作者 巴发海 《化工设备与管道》 CAS 2007年第4期35-38,共4页
对12Cr1MoV分解炉换热器管的失效从化学成分、金相、断口等方面对进行了比较详细的分析。分析结果表明,管子外壁在高温环境中发生了沿晶剥落;管子内壁在氨分解气氛中的高温作用下产生了氮化现象。同时,基体组织中的珠光体发生了粒化造... 对12Cr1MoV分解炉换热器管的失效从化学成分、金相、断口等方面对进行了比较详细的分析。分析结果表明,管子外壁在高温环境中发生了沿晶剥落;管子内壁在氨分解气氛中的高温作用下产生了氮化现象。同时,基体组织中的珠光体发生了粒化造成管子的强度下降。最终管子经过一定时间使用后逐渐脆化,当内壁沿晶裂纹和外壁的剥落坑相连通时管子发生早期失效。 展开更多
关键词 换热器管 氨分解 蠕变 氮化 失效
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U形管式换热器管束失效分析及防范 被引量：4
16
作者 周葆红 李言浩 +2 位作者 王志亮 蒋霞 薛兆军 《化工设备与管道》 CAS 2003年第6期48-52,共5页
通过对两例U形管式换热器换热管管束失效的分析 ,指出了在热应力作用下的应力腐蚀和不良材料在热应力下的脆断分别是其失效的原因 ,以此为依据得出合理的处理措施。通过对U形管热应力的分析 ,指出了如何通过改变设备尺寸结构减小U形管... 通过对两例U形管式换热器换热管管束失效的分析 ,指出了在热应力作用下的应力腐蚀和不良材料在热应力下的脆断分别是其失效的原因 ,以此为依据得出合理的处理措施。通过对U形管热应力的分析 ,指出了如何通过改变设备尺寸结构减小U形管的热应力以及用来优化设计中的指导意义; 展开更多
关键词 U形管式换热器管束 失效 防范 热应力 应力腐蚀 脆化
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换热器管板堆焊数值模拟及残余应力分析 被引量：2
17
作者 王渝皓 何庆中 +3 位作者 王佳 郭斌 王永斌 蒲虎 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第7期90-94,共5页
针对换热器管板堆焊实际情况,确定了堆焊试验模型及工艺参数,并进行了堆焊试验。同时,在相同模型及工艺条件下,利用Ansys软件进行了堆焊数值模拟,使用APDL语言进行参数化编程,得到了模拟结果温度场和应力场的分布规律。通过试验结果与... 针对换热器管板堆焊实际情况,确定了堆焊试验模型及工艺参数,并进行了堆焊试验。同时,在相同模型及工艺条件下,利用Ansys软件进行了堆焊数值模拟,使用APDL语言进行参数化编程,得到了模拟结果温度场和应力场的分布规律。通过试验结果与数值模拟结果的对比分析,证明了分析方法的合理性,对于今后产品局部结构优化设计、焊接残余应力分析及焊接工艺优化等均有直接帮助。 展开更多
关键词 换热器管板 堆焊试验 ANSYS软件 堆焊数值模拟
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中国氦冷固态实验包层模块冷却系统换热器管道破裂事故初步分析 被引量：1
18
作者 王艳灵 张龙 +1 位作者 叶兴福 王小勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期328-333,共6页
利用RELAP对中国氦冷固态实验包层模块(CN HCCB TBS)冷却系统的换热器管道破裂事故进行了详细的分析,与ITER元件水冷却系统(CCSW-1)进行了比较,对两个系统进行了合理的简化,给出了相应的RELAP节点图,并分析了不同破口事故工况对中国氦... 利用RELAP对中国氦冷固态实验包层模块(CN HCCB TBS)冷却系统的换热器管道破裂事故进行了详细的分析,与ITER元件水冷却系统(CCSW-1)进行了比较,对两个系统进行了合理的简化,给出了相应的RELAP节点图,并分析了不同破口事故工况对中国氦冷固态实验包层模块冷却系统和ITER CCWS-1的影响。分析结果表明,事故发生后破口附近会形成类似水锤事件,进入CCWS-1系统的氦气很可能会聚集在CCWS-1系统的高点,需在系统高点设计合理的排气路径。另外,为了限制进入CCWS-1系统的氦气量,建议在换热器水侧进出口处增加隔离阀门,隔离阀必须保证可靠性以及较短的响应时间。 展开更多
关键词 中国氦冷固态实验包层模块冷却系统 换热器管道破裂事故 RELAP 5 CCWS-1 ITER
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S30403制绕管式换热器管开裂失效分析 被引量：2
19
作者 丁俊萍 吕文涛 +1 位作者 钱英豪 许万剑 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第18期256-258,263,共4页
对断裂后的换热管进行失效分析,研究了换热管的显微硬度,对其元素组成及含量进行了测定。并采用金相显微镜分析显微组织,采用SEM观察断面形貌。最后对腐蚀产物的化学成分进行了分析。结果表明,换热管的显微硬度相对其固溶态较高,焊缝组... 对断裂后的换热管进行失效分析,研究了换热管的显微硬度,对其元素组成及含量进行了测定。并采用金相显微镜分析显微组织,采用SEM观察断面形貌。最后对腐蚀产物的化学成分进行了分析。结果表明,换热管的显微硬度相对其固溶态较高,焊缝组织和熔合线组织均为"奥氏体+铁素体",基体组织为"孪晶奥氏体+少量形变马氏体";Ni元素含量低于标准规定值,宏观及微观形貌具有应力腐蚀特征,腐蚀产物中氯离子含量高达0.88%;换热管的失效属氯离子致应力腐蚀开裂。 展开更多
关键词 换热器管 显微硬度 显微组织 应力腐蚀
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管壳式换热器管板上隔板槽面积计算 被引量：1
20
作者 戴季煌 曹文辉 《化工设备与管道》 CAS 2005年第6期15-16,共2页
管壳式换热器中,对管程为双程或多程或壳程为二程时,必须设置隔板,这时管板上在设置隔板槽部位不能布管,因此在管板计算中必须计算隔板槽面积,过去通常采用换热器内径乘上隔板槽宽度来计算,即:
关键词 管壳式换热器 换热器管板 面积计算 隔板槽 管板计算 壳程 多程 双程 管程 布管
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