管殼式換熱器設(shè)計(jì)-數(shù)據(jù)2【含CAD圖紙】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目：管殼式換熱器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 一、原始依據(jù)（包括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等） 原始數(shù)據(jù)： （1）設(shè)計(jì)壓力：1Mpa。殼體介質(zhì)：水。管程介質(zhì)：乙二醇胺。 （2）總體參數(shù)：筒體外徑600mm，管徑Φ19×2，長(zhǎng)4500mm，材料為Q235。 （3）設(shè)計(jì)溫度：殼、管壁溫差45℃，tt＞ts 殼程介質(zhì)溫度為25-35℃，管程介質(zhì)溫度為45-70℃。 （4）殼體與封頭材料在低合金高強(qiáng)度剛中間選用，并查出其參數(shù)，接管及其他數(shù)據(jù)根據(jù)表7-15、7-16選用。 （5）腐蝕度為2mm，拉桿數(shù)量為6件。 （6）殼體與支座對(duì)接焊接，塔體焊接接頭系數(shù)Φ=0.9 換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)不同溫度流體間的熱能傳遞，又稱熱交換器。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備。 在換熱器中，至少有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)存在兩種以上的流體參加換熱，但它的基本原理與前一種情形并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別。 換熱設(shè)備在煉油、石油化工以及在其他工業(yè)中使用廣泛，它適用于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個(gè)方面。 其中，管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型的換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在各工程中仍得到普遍使用。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是為了保證換熱器的質(zhì)量和運(yùn)行壽命，必須考慮很多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)以及檢修與清理等等來(lái)選擇某一種合適的結(jié)構(gòu)形式。 對(duì)同一種形式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結(jié)構(gòu)亦不相同。在工程設(shè)計(jì)中，除盡量選用定型系列產(chǎn)品外，也常按其特定的條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足工藝上的需要（得到適合工況下最合理最有效也最經(jīng)濟(jì)的便于生產(chǎn)制造的換熱器等等）。 二、參考文獻(xiàn) ［1］匡國(guó)柱 史啟才 ：《化工單元過(guò)程與設(shè)備設(shè)計(jì)》； ［2］秦叔經(jīng)、葉文邦等：《換熱器》［M］ ，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年版； ［3］譚天恩、竇梅、周明華等：《化工原理（第三版）上、下冊(cè)》［M］，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年版； ［4］《化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)》［M］華南工學(xué)院化工原理教研室，1987； ［5］賈紹義等：《 化工原理課程設(shè)計(jì)》［M］，天津大學(xué)出版社，2003年版； ［6］刁玉瑋、王立業(yè)、喻健良等：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》［M］，大理理工大學(xué)出版社，2006年版； ［7］錢頌文：《換熱器手冊(cè)》［M］，化學(xué)工業(yè)出版社； ［8］蔡紀(jì)寧、張莉彥：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》［M］，化學(xué)工業(yè)出版社2011年版； ［9］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB151-89鋼制管殼式換熱器.國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，1989出版； ［10］時(shí)均等：化學(xué)工程手冊(cè)(第二版，上卷).化學(xué)工業(yè)出版社； ［11］《鋼制壓力容器》GB150-1998； ［12］《鋼制塔式容器》JB4710-1992； ［13］ GB151-1999 《管殼式換熱器》1999年； ［14］《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 1999年。 三、設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容和要求（包括設(shè)計(jì)或研究?jī)?nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求） 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1．管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 包括：管子數(shù)n，管子排列方式，管間距的確定，殼體尺寸計(jì)算，換熱器封頭選擇，容器法蘭的選擇，管板尺寸確定塔盤結(jié)構(gòu)，人孔數(shù)量及位置，儀表接管選擇、工藝接管管徑計(jì)算等等。 2. 殼體及封頭壁厚計(jì)算及其強(qiáng)度、穩(wěn)定性校核 （1）根據(jù)設(shè)計(jì)壓力初定壁厚； （2）確定管板結(jié)構(gòu)、尺寸及拉脫力、溫差應(yīng)力； （3）計(jì)算是否安裝膨脹節(jié)； （4）確定殼體的壁厚、封頭的選擇及壁厚，并進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。 3. 筒體和支座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 4. 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 包括：裙座體（采用裙座）、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓 5. 換熱器各主要組成部分選材，參數(shù)確定。 6. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 7. 繪制2號(hào)裝配圖一張，Auto CAD繪3號(hào)圖一張）。 對(duì)學(xué)生的基本要求： 1.學(xué)生要按照任務(wù)書要求，獨(dú)立完成塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)； 2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一律采用電子版，2號(hào)圖紙一律采用徒手繪制； 3.各班長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織借用繪圖儀器、圖板、丁字尺；學(xué)生自備圖紙、橡皮與鉛筆； 4.畫圖結(jié)束后，將圖紙按照統(tǒng)一要求折疊，同設(shè)計(jì)說(shuō)明書統(tǒng)一在答辯那一天早上8：30前，由班長(zhǎng)負(fù)責(zé)統(tǒng)一交到HF508。 5.根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙、平時(shí)表現(xiàn)及答辯綜合評(píng)分。 說(shuō)明書內(nèi)容： 1.前言 （1）設(shè)計(jì)條件； （2）設(shè)計(jì)依據(jù)； （3）設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述。 2.材料選擇 （1）選擇材料的原則； （2）確定各零、部件的材質(zhì)； （3）確定焊接材料。 3.繪制結(jié)構(gòu)草圖 （1）換熱器裝配圖 （2）確定支座、接管、人孔、控制點(diǎn)接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示； （3）標(biāo)注形位尺寸。 （4）寫出圖紙上的技術(shù)要求、技術(shù)特性表、接管表、標(biāo)題明細(xì)表等 4.殼體、封頭壁厚設(shè)計(jì) （1）筒體、封頭及支座壁厚設(shè)計(jì)； （2）焊接接頭設(shè)計(jì)； （3）壓力試驗(yàn)驗(yàn)算； 5.標(biāo)準(zhǔn)化零、部件選擇及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算： （1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。內(nèi)容包括：代號(hào)，PN,DN,法蘭密封面形式，法蘭標(biāo)記，用途）。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 （2）人孔選擇：PN,DN,標(biāo)記或代號(hào)。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 （3）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。 6.結(jié)束語(yǔ)：對(duì)自己所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)與評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)與收獲。 7.主要參考資料。 【格式要求】： 1.計(jì)算單位一律采用國(guó)際單位； 2.計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明應(yīng)清楚； 3.所有標(biāo)準(zhǔn)件均要寫明標(biāo)記或代號(hào)； 4.設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄要有序號(hào)、內(nèi)容、頁(yè)碼； 5.設(shè)計(jì)說(shuō)明書中與裝配圖中的數(shù)據(jù)一致。如果裝配圖中有修改，在說(shuō)明書中要注明變更； 6.書寫工整，字跡清晰，層次分明； 7.設(shè)計(jì)說(shuō)明書要有封面和封底，均采用A4紙，裝訂成冊(cè)。 低低壓壓瓦瓦斯斯脫脫硫硫分分相相設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表姓名陳陽(yáng)項(xiàng)目E101A2管殼式換熱器類型殼程乙二醇冷卻器筒體內(nèi)徑600管徑mm19x2管長(zhǎng)mm4500材料Q235設(shè)計(jì)壓力（Mpa）1設(shè)計(jì)溫度腐蝕度mm2殼體介質(zhì)進(jìn)入溫度25流出溫度35管程介質(zhì)乙二醇胺進(jìn)入溫度70流出溫度45拉桿6管子數(shù)封頭類型低低壓壓瓦瓦斯斯脫脫硫硫分分相相設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 管殼式換熱器設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 1.選題依據(jù)及意義 換熱器的基建投資在一般化工、石化企業(yè)中約占設(shè)備總投資的20%，其中固定管板式換熱器約占換熱器的70%。? 固定管板式換熱器的兩端管板和殼體制成一體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，在外殼的適當(dāng)位置上焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，（或膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來(lái)補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。? 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結(jié)垢的物料。? 固定管板式換熱器主要有外殼、管板、管束、封頭壓蓋等部件組成。固定管板換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在殼體中設(shè)置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進(jìn)出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進(jìn)出口管直接和封頭焊在一起，管束內(nèi)根據(jù)換熱器的長(zhǎng)度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數(shù)。? 固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，故在工程上廣泛應(yīng)用。殼程清洗困難，對(duì)于較臟或有腐蝕性的介質(zhì)不宜采用。當(dāng)膨脹之差較大時(shí)，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以減少因管、殼程溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。? 本課題所設(shè)計(jì)的冷卻器屬于固定管板換熱器，是針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照相關(guān)規(guī)定的要求，通過(guò)壁厚計(jì)算和強(qiáng)度校核等，設(shè)計(jì)固定管板式換熱器產(chǎn)品。熟悉壓力容器設(shè)計(jì)的基本要求，掌握固定管板式換熱器的常規(guī)設(shè)計(jì)方法，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中區(qū)，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。 2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板式管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為各種形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翹式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開始注意。? 60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓，釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。從此，自60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期，為了強(qiáng)化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。? 換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。? 混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠?jī)闪黧w本身的密度差得以及時(shí)分離。? 蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體（填料）表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。? 間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣。? 間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等：板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翹式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要求面設(shè)計(jì)的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。? 換熱器中流體的相對(duì)流向一般有順流和逆流兩種。順流時(shí)，入口處兩流體的溫差最大，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為最小。逆流時(shí)，沿傳熱表面兩流體的溫度分布較均勻。在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無(wú)相變時(shí)，以逆流的平均溫差最大順流最小。?在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減??；若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費(fèi) 3.本課題研究?jī)?nèi)容 本臺(tái)設(shè)計(jì)的換熱器是一臺(tái)乙二醇胺-水換熱器，主要完成冷卻水—乙二醇胺的熱量交換，設(shè)計(jì)壓力為管程1.0MPa，殼程壓力為1.0MPa，管程乙二醇胺進(jìn)，出口溫度分別為70oC和45oC。殼程水進(jìn)、出口溫度分別為25oC和35oC，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，獨(dú)立解決設(shè)計(jì)中碰到的以下問(wèn)題：? （1）設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介? 對(duì)給定或選定的工藝流程、主要設(shè)備的形式進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。? （2）根據(jù)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝計(jì)算? 物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算。? （3）主要受壓元件強(qiáng)度計(jì)算? 計(jì)算熱交換器各部件尤其受壓部件（如殼體）的應(yīng)力大小，檢查其強(qiáng)度是否在允許范圍內(nèi)。在考慮強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)該盡量采用中國(guó)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)材料和部件，按照國(guó)家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算或核算。 （4）計(jì)算機(jī)繪圖及說(shuō)明書的編寫? 利用AutoCAD軟件繪制出固定管殼式換熱器的裝配圖及各個(gè)零件圖，并編寫說(shuō)明書。 4.本課題研究方法 行動(dòng)研究法是一種適應(yīng)小范圍教育改革的探索性的研究方法，起目的不在于建立理論，歸納規(guī)律，而是對(duì)教育活動(dòng)和教育實(shí)踐中的問(wèn)題，在行動(dòng)研究中不斷地探索，改進(jìn)工作，解決教育實(shí)際問(wèn)題。行動(dòng)研究將改革行動(dòng)與研究工作相結(jié)合，與教育實(shí)踐的具體改革行動(dòng)機(jī)密相連。（特點(diǎn)是邊執(zhí)行、邊評(píng)價(jià)、邊修改）。 模式：預(yù)診-——收集資料初步研究——擬定總體計(jì)劃——制定具體計(jì)劃——行動(dòng)——總結(jié)評(píng)價(jià) 這個(gè)方法的具體特點(diǎn)： 一是具有動(dòng)態(tài)性，所有的設(shè)想，計(jì)劃都處于一個(gè)開放的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，都有可修改的； 二是較強(qiáng)的聯(lián)合性與參與性； 三是在整個(gè)研究過(guò)程中，診斷性評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)貫穿于行動(dòng)研究法工作流程的始終。 首先要對(duì)研究過(guò)程進(jìn)行考察?？疾靸?nèi)容有：一是行動(dòng)背景因素以及影響行動(dòng)的因素。二是行動(dòng)過(guò)程，包括什么人以什么方式參與了計(jì)劃實(shí)施，使用了什么材料，安排了什么活動(dòng)，有無(wú)意外的變化、如何排除干擾。三是行動(dòng)的結(jié)果，包括預(yù)期的與非預(yù)期的，積極和消極的。要注意收集三方面的資料，背景資料是分析計(jì)劃設(shè)想有效性的基礎(chǔ)材料，過(guò)程資料是判斷行動(dòng)效果是不是、由方案帶來(lái)和怎樣帶來(lái)的考察依據(jù);結(jié)果資料是分析方案帶來(lái)的什么樣的效果的直接依據(jù)。 5.研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 第1-2周：搜索文獻(xiàn)資料，完成外文翻譯? 第3-4周：完成開題報(bào)告? 第5-6周：查詢各方面資料，熟悉課題，對(duì)課題形成直觀的了解，實(shí)地考察搜集資料? 第7-8周：整理資料，對(duì)設(shè)計(jì)中可能用到的軟件進(jìn)行熟悉，查找相關(guān)專業(yè)資料? 第9-10周：初步設(shè)定設(shè)計(jì)方案，通過(guò)反復(fù)比較驗(yàn)證從中并選擇最優(yōu)方案? 第11-12周：初步進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合專業(yè)資料，反復(fù)論證設(shè)計(jì)的合理性，依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制簡(jiǎn)圖等?? 第13-14周：論文初稿提交指導(dǎo)老師審閱 6.參考文獻(xiàn) [1]?Spence?J,?Tooth?A?S.?Pressure?Vessels?Design[M].Concepts?and?Principles.? Oxford：Alden?Press.UK:1994.? [2]?Maralikrishna?K,Shenoy?U?V.Heat?Exchanger?Design?Targets?for?Minimum?Area? and?Cost[M].Chem.Eng.Res.Des.2000.78-61167. [3]?王志文主編.化工容器設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990? [4]?JB/T4700-4707-2000.《壓力容器法蘭》.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2002-8-22.? [5]?秦叔經(jīng)，葉文邦.換熱器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.? [6]?金志浩.?管殼是換熱器原理與設(shè)計(jì)[M].遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社.? [7]?Tubular.Exchanger?Manufacturers?Association?Standards[A].?8th?ed,?New?York:1988.? [8]?熊勇剛.機(jī)械CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)出版社.? [9]?錢頌文,朱冬生,李慶領(lǐng)等.管式換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社? 2003.? [10]?賀小華.化工設(shè)備常用結(jié)構(gòu)的參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)[J].南京化工大學(xué)學(xué)報(bào),1997.? [11]?楊啟明.過(guò)程裝備設(shè)計(jì)[M].西南石油大學(xué),2004.? [12]?許文.新編換熱器選型設(shè)計(jì)與制造工藝實(shí)用全書[M].北京：北方工業(yè)出版社， 2006.?? [13]?化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)．換熱器設(shè)計(jì)[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1988.? [14]?劉曉紅.?螺旋隔板換熱器的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].?機(jī)電工程技術(shù),2008 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)： 能□ 不能□ 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)： 能□ 不能□ 審題小組組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日 過(guò) 程 設(shè) 備 強(qiáng) 度 計(jì) 算 書 SW6-98 軟件批準(zhǔn)號(hào)：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999 DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN 工程名 ： PROJECT 設(shè)備位號(hào)： ITEM 設(shè)備名稱： EQUIPMENT 圖 號(hào)： DWG NO。 設(shè)計(jì)單位： 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? DESIGNER 設(shè) 計(jì) Designed by 日期 Date 校 核 Checked by 日期 Date 審 核 Verified by 日期 Date 審 定 Approved by 日期 Date  固定管板換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 條 件 殼 程 管 程 設(shè)計(jì)壓力 1 MPa 設(shè)計(jì)壓力 1 MPa 設(shè)計(jì)溫度 25 設(shè)計(jì)溫度 70 殼程圓筒內(nèi)徑 600 mm 管箱圓筒內(nèi)徑 600 mm 材料名稱 16Mn(熱軋) 材料名稱 16MnR(熱軋) 簡(jiǎn) 圖 計(jì) 算 內(nèi) 容 殼程圓筒校核計(jì)算 前端管箱圓筒校核計(jì)算 前端管箱封頭(平蓋)校核計(jì)算 后端管箱圓筒校核計(jì)算 后端管箱封頭(平蓋)校核計(jì)算 管箱法蘭校核計(jì)算 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算 管板校核計(jì)算 筒體法蘭校核計(jì)算  前端管箱筒體計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 70.00 ° C 內(nèi)徑 Di 600.00 mm 材料 16MnR(熱軋) ( 板材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 189.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 189.00 MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 345.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 0.90 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 d = = 1.77 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 重量 484.12 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = 1.25P = 1.2500 (或由用戶輸入) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 [s]T [s]T￡ 0.90 ss = 310.50 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 sT = = 70.14 MPa 校核條件 sT￡ [s]T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 3.36832 MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 50.50 MPa [s]tf 170.10 MPa 校核條件 [s]tf ≥st 結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合格  前端管箱封頭計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 70.00 ° C 內(nèi)徑 Di 600.00 mm 曲面高度 hi 150.00 mm 材料 16MnR(熱軋) (板材) 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 189.00 MPa 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 189.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 0.90 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 1.0000 計(jì)算厚度 d = = 1.77 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 29.27 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 3.38507 MPa 結(jié)論 合格  后端管箱筒體計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 70.00 ° C 內(nèi)徑 Di 600.00 mm 材料 16MnR(熱軋) ( 板材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 189.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 189.00 MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 345.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 0.90 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 d = = 1.77 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 重量 484.12 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = 1.25P = 1.2500 (或由用戶輸入) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 [s]T [s]T￡ 0.90 ss = 310.50 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 sT = = 70.14 MPa 校核條件 sT￡ [s]T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 3.36832 MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 50.50 MPa [s]tf 170.10 MPa 校核條件 [s]tf ≥st 結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合格  后端管箱封頭計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 70.00 ° C 內(nèi)徑 Di 600.00 mm 曲面高度 hi 150.00 mm 材料 16MnR(熱軋) (板材) 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 189.00 MPa 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 189.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 0.90 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 1.0000 計(jì)算厚度 d = = 1.77 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 29.27 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 3.38507 MPa 結(jié)論 合格  殼程圓筒計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 2.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 25.00 ° C 內(nèi)徑 Di 600.00 mm 材料 16Mn(熱軋) ( 管材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 181.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 181.00 MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 320.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 1.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 0.90 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 d = = 3.71 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 重量 484.12 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = 1.25P = 0.7800 (或由用戶輸入) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 [s]T [s]T￡ 0.90 ss = 288.00 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 sT = = 52.43 MPa 校核條件 sT￡ [s]T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 2.69256 MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 121.00 MPa [s]tf 162.90 MPa 校核條件 [s]tf ≥st 結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合格  開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 接 管 : #,φ150×8 計(jì) 算 方 法 : HG20582-98 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法,單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc 1 MPa 設(shè)計(jì)溫度 70 ℃ 殼體型式 圓形筒體 殼體材料 名稱及類型 16MnR(熱軋) 板材 殼體開孔處焊縫系數(shù)φ 0.9 殼體內(nèi)直徑 Di 600 mm 殼體開孔處名義厚度δn 8 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C 0 mm 殼體腐蝕裕量 C 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ]t 189 MPa 開孔中心到殼體軸線的距離 150 mm 接管軸線與殼體表面法線的夾角 30 度 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 100 mm 接管材料名稱及類型 16Mn(熱軋),管材 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度 20 mm 接管焊縫系數(shù) 1 接管腐蝕裕量 2 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 16MnR(熱軋) 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 300 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 8 mm 接管厚度負(fù)偏差 C 1 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C 0 mm 接管材料許用應(yīng)力[σ]t 181 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]t 189 MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 殼體計(jì)算厚度δ 1.769 mm 接管計(jì)算厚度δt 0.371 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 1 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 0.958 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 33.47 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 18 mm 計(jì) 算 截 面 圖 示 截 面 與 圖 示 成 90 度 的 截 面 應(yīng)力校正系數(shù) F 0.5 1 開孔直徑 d(mm) 163.7 140 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B(mm) 327.4 280 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A (mm2) 130.6 223.6 殼體多余金屬面積 A1 (mm2) 751.6 531.5 接管多余金屬面積 A2 (mm2) 400.1 400.1 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 (mm2) 64 64 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 (mm2) 1011 1040 A1+A2+A3+A4 (mm2) 2226 2036 計(jì)算截面的校核結(jié)果 合格 合格 結(jié) 論: 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。  不帶法蘭固定式管板計(jì)算(c) 設(shè) 計(jì) 單 位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 殼 程 圓 筒 設(shè)計(jì)壓力Ps 1 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 25 平均金屬溫度 0 裝配溫度 15 材料名稱 16Mn(熱軋) 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 181 MPa 平均金屬溫度下彈性模量 2.07e+05 MPa 平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù) 1.076e-05 mm/mm 殼程圓筒內(nèi)徑 600 mm 殼 程 圓 筒 名 義 厚 度 8 mm 殼 程 圓 筒 有 效 厚 度 5 mm 殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積 A=0.25 p Di2 2.827e+05 mm2 殼程圓筒金屬橫截面積 As=pds ( DI+dn ) 9503 mm2 管箱圓筒 設(shè)計(jì)壓力 1 MPa 設(shè)計(jì)溫度 70 材料名稱 16MnR(熱軋) 設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 2.06e+05 MPa 管箱圓筒名義厚度 8 mm 管箱圓筒有效厚度 6 mm 換 熱 管 材料名稱 10(熱軋) 管子平均溫度 t 0 設(shè)計(jì)溫度下管子材料許用應(yīng)力 122.1 MPa 設(shè)計(jì)溫度下管子材料屈服應(yīng)力 190 MPa 設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量 1.914e+05 MPa 平均金屬溫度下管子材料彈性模量 1.93e+05 MPa 平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù) 1.076e-05 mm/mm 管子外徑 d 19 mm 管子壁厚 2 mm 管子根數(shù) n 325 換熱管中心 S 25 mm 一根管子金屬橫截面積 150.8 mm2 換熱管長(zhǎng)度 L1 4500 mm 換熱管有效長(zhǎng)度(兩管板內(nèi)側(cè)間距) L 4396 mm 換 熱 管 管束模數(shù) = 3586 MPa 管子回轉(zhuǎn)半徑 5.755 mm 管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度 100 mm 系數(shù) Cr = 141 比值 17.37 管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 () []= MPa 管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 () []= 89.15 MPa 管 板 材料名稱 16MnR(熱軋) 設(shè)計(jì)溫度 70 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 174 MPa 設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 2.041e+05 MPa 管板腐蝕裕量 4 mm 管板輸入厚度 52 mm 管板計(jì)算厚度 32 mm 隔板槽面積 (包括拉桿和假管區(qū)面積)Ad 1232 mm2 管板強(qiáng)度削弱系數(shù) 0.4 管板剛度削弱系數(shù) 0.4 管子加強(qiáng)系數(shù) , K = 4.736 管板和管子連接型式 脹接，開槽 管板和管子脹接(焊接)高度 l 49 mm 脹接許用拉脫應(yīng)力[q] 4 MPa 焊接許用拉脫應(yīng)力[q] MPa 管箱法蘭 材料名稱 管箱法蘭厚度 mm 比值 比值 系數(shù) (查<>圖25) 系數(shù) (查<>圖26) 旋轉(zhuǎn)剛度 MPa 注： 殼體法蘭 材料名稱 16MnR(熱軋) 殼體法蘭厚度 52 mm 管板延長(zhǎng)部分凸緣外直徑 Df 590 mm 管板延長(zhǎng)部分凸緣寬度 -5 mm 比值 0.008333 比值 0.08667 系數(shù)(按ds /Di ,df”/Di ) 查<>圖25) 0.005044 系數(shù) (查<>圖26)w` 0.000427 旋轉(zhuǎn)剛度 5.865 MPa 系數(shù)計(jì)算 旋轉(zhuǎn)剛度( c型結(jié)構(gòu) 0) 5.865 MPa 旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù) 0.001285 膨脹節(jié)總體軸向剛度 N/mm 管板第一彎矩系數(shù)m1,(按K,查<>圖27) 0.115 系數(shù) 19.02 系數(shù)(按查<>圖29) 3.34 換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之± 4.808 換熱管束與帶膨脹節(jié)殼體剛度之比 管板第二彎矩系數(shù)m2,按K,Q(或Qex)查<>圖28(a)或(b) 3.481 管板參數(shù) 管板開孔后面積A- 0.25 n 1.906e+05 mm2 管板布管區(qū)面積 (三角形布管) (正方形布管) 1.771e+05 mm2 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 474.9 mm 系數(shù)計(jì)算 系數(shù) 0.6741 系數(shù) 0.2571 系數(shù) 5.57 系數(shù) (帶膨脹節(jié)時(shí)代替Q) 8.526 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與殼體內(nèi)徑之比 0.7915 管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度 k=K 0.9872  僅有殼程壓力Ps作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Pt = 0) 不計(jì)溫差應(yīng)力 計(jì)溫差應(yīng)力 換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 =(t-t)-(t-t) 0.0 0 當(dāng)量壓力組合 1 1 MPa 有效壓力組合 5.57 5.57 MPa 邊界效應(yīng)壓力組合 0.005044 0.005044 MPa 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) 0.001343 0.001343 管板邊緣力矩系數(shù) 0.001343 0.001343 管板邊緣剪力系數(shù) 0.02555 0.02555 管板總彎矩系數(shù) 0.1989 0.1989 系數(shù)僅用于 時(shí) 0.05068 0.05068 系數(shù) 當(dāng)時(shí),按 K 和 m 查圖31(a)實(shí)線 當(dāng)時(shí),按 K 和 m 查圖31(b) 0.2297 0.2297 系數(shù) > 0, =, < 0, = 0.2325 0.2325 管板徑向應(yīng)力系數(shù) 帶膨脹節(jié)Q為Q = 0.007315 0.007315 管板布管區(qū)周邊 處徑向應(yīng)力系數(shù) = 0.003987 0.003987 管板布管區(qū)周邊 處剪切應(yīng)力系數(shù) = 0.03147 0.03147 計(jì)算值 許用值 計(jì)算值 許用值 管板徑向應(yīng)力 24.14 1.5 =261 24.14 3 =522 MPa 管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力 -12.98 1.5 =261 -12.98 3 =522 MPa 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 4.383 0.5 =87 4.383 1.5 =261 MPa 換熱管軸向應(yīng)力 -4.663 = 122.1 = 89.15 -4.663 3 = 366.4 = 89.15 MPa 殼程圓筒軸向應(yīng)力 14.06 = 162.9 14.06 = 488.7 MPa 換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力 q = 0.2404 [q]= 4 0.2404 3[q]焊接 [q]脹接 4 MPa 僅有殼程壓力Pt作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Ps = 0) 不計(jì)溫差應(yīng)力 計(jì)溫差應(yīng)力 換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 =(t-t)-(t-t) 0.0 0 當(dāng)量壓力組合 -1.257 -1.257 MPa 有效壓力組合 -8.526 -8.526 MPa 邊界效應(yīng)壓力組合 -0.0007565 -0.0007565 MPa 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) 0.0001316 0.0001316 管板邊緣力矩系數(shù) 0.0001316 0.0001316 管板邊緣剪力系數(shù) 0.002504 0.002504 管板總彎矩系數(shù) 0.1234 0.1234 系數(shù)G1e僅用于 時(shí) 0.03146 0.03146 系數(shù)G1i 當(dāng)時(shí),按 K 和 m 查圖31(a)實(shí)線 當(dāng)時(shí),按 K 和 m 查圖31(b) 0.2579 0.2579 系數(shù)G1 >0, =; <0, = 0.2596 0.2596 管板徑向應(yīng)力系數(shù) 帶膨脹節(jié)Q為Q = 0.007984 0.007984 管板布管區(qū)周邊 處徑向應(yīng)力系數(shù) = 0.002419 0.002419 管板布管區(qū)周邊 處剪切應(yīng)力系數(shù) = 0.03076 0.03076  計(jì)算值 許用值 計(jì)算值 許用值 管板徑向應(yīng)力 40.33 1.5 =261 40.33 3 =522 MPa 管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力 23.25 1.5 =261 23.25 3 =522 MPa 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 -6.559 0.5 =87 -6.559 1.5 =261 MPa 換熱管軸向應(yīng)力 8.652 = 122.1 = 89.15 8.652 3 = 366.4 = 89.15 MPa 殼程圓筒軸向應(yīng)力 8.714 = 162.9 8.714 = 488.7 MPa 換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力 q = 0.4461 [q]= 4 0.4461 3[q]焊接 [q]脹接 4 MPa 計(jì)算結(jié)果 管板名義厚度 52 mm 管板校核通過(guò)  管箱法蘭計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 設(shè)計(jì)壓力 p 1.000 MPa 計(jì)算壓力 pc 1.000 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 70.0 ° C 軸向外載荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N.mm 殼 材料名稱 16MnR(熱軋) 體 許用應(yīng)力 189.0 MPa 法 材料名稱 16MnR(熱軋) 許用 [s]f 170.0 MPa 蘭 應(yīng)力 [s]tf 170.0 MPa 材料名稱 Q235-A 螺 許用 [s]b 87.0 MPa 應(yīng)力 [s]tb 81.4 MPa 栓 公稱直徑 d B 20.0 mm 螺栓根徑 d 1 17.3 mm 數(shù)量 n 28 個(gè) Di 600.0 Do 740.0 墊 結(jié)構(gòu)尺寸 Db 700.0 D外 42.0 D內(nèi) 36.0 δ0 12.0 mm Le 20.0 LA 28.0 h 25.0 δ1 22.0 材料類型 軟墊片 N 3.0 m 3.50 y(MPa) 44.8 壓緊面形狀 1c,1d b 1.25 DG 39.0 片 b0≤6.4mm b= b0 b0≤6.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2 b0 > 6.4mm b=2.53 b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b 螺 栓 受 力 計(jì) 算 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa Wa= πbDG y = 6861.2 N 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wp Wp = Fp + F = 2266.7 N 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = 78.9 mm2 實(shí)際使用螺栓總截面積 Ab Ab = = 6577.2 mm2 力 矩 計(jì) 算 操 FD = 0.785pc = 282600.0 N LD= L A+ 0.5δ1 = 39.0 mm MD= FD LD = 11021400.0 N.mm 作 FG = Fp = 1071.5 N LG= 0.5 ( Db - DG ) = 330.5 mm MG= FG LG = 354139.0 N.mm Mp FT = F-FD = -281406.0 N LT=0.5(LA + d1 + LG ) = 190.2 mm MT= FT LT = -53537492.0 N.mm 外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 42161952.0 N.mm 預(yù)緊 Ma W = 289537.1 N LG = 330.5 mm Ma=W LG = 95692024.0 N.mm 計(jì)算力矩 Mo= Mp 與Ma[s]ft/[s]f中大者 Mo = 95692024.0 N.mm 螺 栓 間 距 校 核 實(shí)際間距 = 78.5 mm 最小間距 46.0 (查GB150-98表9-3) mm 最大間距 175.0 mm 形 狀 常 數(shù) 確 定 84.85 h/ho = 0.3 K = Do/DI = 1.233 1.8 由K查表9-5得 T=1.825 Z =4.838 Y =9.379 U=10.306 整體法蘭 查圖9-3和圖9-4 FI=0.87232 VI=0.32109 0.01028 松式法蘭 查圖9-5和圖9-6 FL=0.00000 VL=0.00000 0.00000 查圖9-7 由 d1/do 得 f = 1.76376 整體法蘭 = 392195.2 松式法蘭 = 0.0 1.9 ψ=δf e+1 =1.93 g = y/T = 1.05 2.23 = 2.91 剪應(yīng)力校核 計(jì) 算 值 許 用 值 結(jié) 論 預(yù)緊狀態(tài) 0.00 MPa 操作狀態(tài) 0.00 MPa 輸入法蘭厚度δf = 90.0 mm時(shí), 法蘭應(yīng)力校核 應(yīng)力 性質(zhì) 計(jì) 算 值 許 用 值 結(jié) 論 軸向 應(yīng)力 199.48 MPa =255.0 或 =472.5( 按整體法蘭設(shè)計(jì)的任 意 式法蘭, 取 ) 校核合格 徑向 應(yīng)力 15.10 MPa = 170.0 校核合格 切向 應(yīng)力 111.63 MPa = 170.0 校核合格 綜合 應(yīng)力 = 155.56 MPa = 170.0 校核合格 法蘭校核結(jié)果 校核合格  筒體法蘭計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 設(shè)計(jì)壓力 p 1.000 MPa 計(jì)算壓力 pc 1.000 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 25.0 ° C 軸向外載荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N.mm 殼 材料名稱 16Mn(熱軋) 許用 181.0 MPa 體 應(yīng)力 181.0 MPa 法 材料名稱 16MnR(熱軋) 許用 174.0 MPa 蘭 應(yīng)力 174.0 MPa 材料名稱 Q235-A 螺 許用 87.0 MPa 應(yīng)力 86.4 MPa 栓 公稱直徑 dB 20.0 mm 螺栓根徑 d d 17.3 mm 數(shù)量 n 40 個(gè) Di 616.0 Do 730.0 墊 結(jié)構(gòu)尺寸 Db 690.0 D外 42.0 mm D內(nèi) 36.0 l 4.0 圖(a)結(jié)構(gòu) DG取法蘭與翻邊接觸面中心處,與墊片 位置無(wú)關(guān) 圖(b)結(jié)構(gòu) b0≤6.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2 b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b b0≤6.4mm b= b0 DG 39.0 片 b0 > 6.4mm b=2.53 b 1.25 壓緊面形狀 1c,1d 材料類型 軟墊片 N 3.0 m 3.50 y(MPa) 44.8 螺 栓 受 力 計(jì) 算 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa Wa= πbDG y = 6861.2 N 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wp Wp = Fp + F = 2266.7 N 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = 78.9 mm2 實(shí)際使用螺栓總截面積 Ab Ab = = 9395.9 mm2 墊片最小寬度 Nmin Nmin == 74.5 mm  彎 矩 計(jì) 算 操 作 Mp FD = 0.785pc = 297873.0 N LD= 0.5(Db -Di) = 37.0 mm MD= FD LD = 11021300.0 N.mm FG = Fp = 1071.5 N LG= 0.5 ( Db - DG ) = 325.5 mm MG= FG LG = 348781.4 N.mm FT = F-FD = -296679.0 N 圖(a):LT= 0.5(Db - DG) 圖(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 181.2 mm MT= FT LT = -53773064.0 N.mm 外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 42402980.0 預(yù)緊 Ma W=Wa = 412154.2 N LG= 0.5 ( Db - DG ) = 325.5 mm Ma= W LG = 134156200.0 N.mm 計(jì)算彎矩 Mo= Mp 與 中大者 Mo=134156200.0 N.mm 螺 栓 間 距 校 核 實(shí)際間距 54.2 mm 最小間距 46.0 (查GB150-1998表9-3) mm 最大間距 235.0 mm 輸入法蘭厚度δf = 130.0 mm, 法蘭應(yīng)力校核 K=Do/Di = 1.185 Y=11.523 (查GB150-1998表9-5) 計(jì) 算 值 許 用 值 結(jié) 論 圖a結(jié)構(gòu) 53.24 MPa 校核合格 剪應(yīng)力校核 0.29 MPa 校核合格 計(jì) 算 結(jié) 果 按環(huán)向應(yīng)力確定的法蘭厚度 62 mm 校核合格 18 全 國(guó) 化 工 設(shè) 備 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 中 心 站