【正文】 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè) 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算： 22 (1 )2 1 1 .6 2 .2 6 2 2 .2 6 6 (1 1 )4 7 8 .2 1 6e t rA d fmm? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 ①有效寬度 B： 2 2 2 1 1 . 6 4 2 3 . 2m a x 4 2 3 . 22 2 2 1 1 . 3 2 1 0 2 6 2 4 3 . 6n n td m mB m md m m??? ? ???????? ? ? ? ? ? ? ??? ②有效高度： （ a）外側(cè)有效高度 1h 為： 1 6 in 200ntd m mh m mmm? ? ? ????????????實(shí) 際 外 伸 長(zhǎng) 度 （ b）內(nèi)側(cè)有效高度 2h 為： 22 1 1 .6 6 3 5 .6 3m in 00ntd m mh m mmm? ? ? ????????????實(shí) 際 內(nèi) 伸 長(zhǎng) 度 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ①殼體多余金屬面積： 殼體有效厚度： 10 。 換熱管的排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯(cuò)列三種排列方式。 布管限定圓 LD 布管限定圓 LD 為管束最外層換熱管中心圓直徑，浮頭式換熱 器的其由下式淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 確定： 122( )LiD D b b b? ? ? ? 查 GB1511999 可知，取 b=， b1=4， bn=32，故 b2= bn+=，則 500 2 ( 4 ) 416LD m m? ? ? ? ? ?。 相對(duì)誤差計(jì)算： m i n ( m a x ) 100%cpcpNNN N??? 其中： cpN —— 各程的平均管數(shù)； min(max)N —— 各程中最小或最大的管數(shù)。而對(duì)于換熱管束的分程，為了接管方便，采用平行分法較合適，且平行分法亦可使管箱內(nèi)殘液放盡。 脹焊并用主要用于密封性能要求較高；承受振動(dòng)和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需采用復(fù)合管板等的場(chǎng)合。由于流體只具有輕微的腐 蝕性，故采用工程上常用的 Q345R 整體管板。n —— 隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)； S —— 換熱管中心距； nS —— 隔板槽兩側(cè)鄰管的中心距； tA —— 管板布管區(qū)面積， 2mm ；對(duì)多管程正三角形排列換熱器， nS A??； lA —— 管板布管區(qū)內(nèi)開(kāi)孔后的面積， 2mm ； 24lt dA A n???； a —— 一根換熱管管壁金屬的橫截面積， 2mm ； GD —— 固定端管板墊片壓緊力作用中心圓直徑， mm ；根據(jù)所選的墊片的尺寸，且選擇其壓緊面型式為 GB150 表 91 的 1a，可知密封面寬度0 5 5 4 5 2 2 1 6 6 . 422Nb m m m m?? ? ? ?，則 02 . 5 3 2 . 5 3 1 6 1 0 6 . 4b b m m m m? ? ? ? ?，故55 4 2 10 53 4GD mm? ? ? ? tD —— 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑， mm ， 4 tt AD ??； d —— 換熱管外徑， mm ； pE —— 設(shè)計(jì)溫度時(shí)，管板材料的彈性模量， MPa； fE —— 設(shè)計(jì)溫度時(shí)，換熱管材料的彈性模量， MPa； weG —— 系數(shù)，按 11 23aKP和 1t? 查 GB151 圖 24； 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) tK —— 管束模數(shù)， MPa；tttEnaK LD? ； tK —— 管束無(wú)量綱剛度， MPa；ttpKK E?? ； L —— 換熱管有效長(zhǎng)度（兩管板內(nèi)側(cè)間距）， mm ； l —— 換熱管與管板脹接長(zhǎng)度或焊腳高度， mm ； n —— 換熱管根數(shù)； aP —— 無(wú)量綱壓力，? ? da trPP ??? ； cP —— 當(dāng)量壓力組合； MPa； dp —— 管板設(shè)計(jì)壓力， MPa； sp —— 殼程設(shè)計(jì)壓力， MPa； tp —— 管程設(shè)計(jì)壓力， MPa； q —— 換熱管與管板連接拉脫力， MPa； ??q —— 許用拉脫力，查 GB151， MPa； ? —— 系數(shù)，1naA?? ； ? —— 管板計(jì)算厚度， mm ； t? —— 換熱管管壁厚度， mm ； ?—— 管板剛度削弱系數(shù)，一般可取 ? 值； ? —— 管板強(qiáng)度削弱系數(shù)，一般取 ?? ； t? —— 系數(shù)，ttGDD?? ； t? —— 換熱管軸向應(yīng)力， MPa； ??cr? —— 換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力， MPa； ??tr? —— 設(shè)計(jì)溫度時(shí)，管板材料的許用應(yīng)力， MPa；； ??tt? —— 設(shè)計(jì)溫度時(shí)，換熱管材料的許用應(yīng)力， MPa； 管板厚度計(jì)算過(guò)程如下： 管板名義厚度計(jì)算 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 34 頁(yè) 39。 0 2 2 ( . 5 m m )6 0 0 0 2 3 2 2 1 . 5 5 9 3 3nLL mm?? ? ? ?? ? ? ? ? ?管 端 伸 出 長(zhǎng) 度 . 由 G B 1 5 1 1 9 9 9 查 的 取 1 10 208 41..75 182 593 3 384 .59tK M P a????? 51 8 2 6 .8 0 .0 2 1 60 .4 2 .1 1 1 0tK ???? 故 11 23 aKP =，查圖可知 ? ， ? ，則 0 . 5 7 3 8 4 . 5 9 0 . 0 1 3 2 4 . 9 9taC D P m m? ? ? ? ? ? ， ? ?2 5 2 4 3 2n mm? ? ? ? ?圓 整。常見(jiàn)的折流板形式為弓形和圓盤(pán) — 圓環(huán)形兩種，其中弓形折流板有單弓形，雙弓形和三弓形三種，但是工程上使用較多的是單弓形折流板。同時(shí)查 GB1511999 可知折流板名義外直徑為 4 .5 5 0 0 4 .5 4 9 5 .5D N m m? ? ? ?。 計(jì)算過(guò)程如下： 150/ 0 .3 0 24 9 6 .5aahD ??，查得 ? 2 2 24 9 6 . 5 0 . 2 0 0 0 0 4 9 3 0 2 . 4 5faA D C m m? ? ? ? 2 2 21 1 2 22 2 2( ) ( )4 4 4 4 4 4( 49 49 30 5 ) ( 25 11 8 16 4)4 4 46 78 50afQ gD A gd gn gd gnkg? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ???? 拉桿與定距管 拉桿的結(jié)構(gòu)形式 常用拉桿的形式有兩種： 拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱管 外徑大于或等于 19mm 的管束， 2 alL? （ aL 按GB1511999 表 45 規(guī)定）； 拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于或等于 14mm 的管束， 1ld? ； 當(dāng)管板比較薄時(shí)，也可采用其他的連接結(jié)構(gòu)。若對(duì)于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于 3個(gè)支承點(diǎn)。 防沖板 當(dāng)管程采用軸向人口接管或換熱器管內(nèi)流體速度超過(guò) 3m/s 時(shí)，應(yīng)設(shè)置 防沖板，以減小流體的不均勻分布和換熱管端的沖蝕。 墊片則包括了管箱墊片和外頭蓋墊片。 接管法蘭型式與尺寸 根據(jù)接管的公稱(chēng)直徑，公稱(chēng)壓力可查 HG20592～ 20635－ 97 鋼制管法蘭、墊片、緊固件，選擇帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭，選用凹凸密封面，如圖 25所示 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 25 帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭 其具體尺寸如表 27所示： （單位為㎜） 表 27 帶 頸對(duì)焊鋼制管法蘭 公稱(chēng) 通徑 DN 鋼管外徑（法蘭焊端外徑） A1 連接尺寸 法蘭厚度C 法蘭頸 法蘭高度 H 法蘭理論重量（㎏） 法蘭外徑 D 螺栓孔中心圓直徑K 螺栓孔直徑Ｌ 螺栓孔數(shù)量n 螺紋 Th Ｎ Ｓ Ｈ１≈ Ｒ A Ａ Ｂ 150 159 340 240 22 8 M20 24 184 184 12 8 55 200 219 285 295 22 12 M20 24 234 234 16 8 62 鉤圈式浮 頭 本臺(tái)浮頭式換熱器浮頭端采用 B型鉤圈式浮頭，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖 26 所示，而浮頭蓋采用了球冠形封頭。 管程壓力 tp 作用下（內(nèi)壓）浮頭蓋的計(jì)算 ： （ 1）球冠形封頭計(jì)算厚度按下式計(jì)算： ? ?56 titpR? ???； 為方便選材，故可 將浮頭蓋的材料選擇為 Q345R，故 ??t? =170MPa，選擇為雙面焊對(duì)接接頭，局部無(wú)損探傷，故 ?? ，則 5 1 .3 4 0 0 2 .5 56 1 7 0 0 .8 5 mm? ????。此材料在常溫下的許用應(yīng)力 ? ?b =196 aMP? ， 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng) 力 ? ?tb =176 aMP? ，則 ? ?152()3 .1 1 1 0 1 7 6 1 7 6 7 .0 4tmpbA F F mm???? ? ? ? ?2524 .7 1 0 2 3 9 7 .9196ma bAWmm????? 1mmAA? 或 2mA （取兩者中較大值） = 2mm 221 3 . 1 4 1 7 . 3 5 2 0 3 7 8 0 . 84bA m m? ? ? ? ? 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè) 10 . 5 0 . 5 4 7 0a r c s in a r c s in0 . 5 4 0 0 0 . 5 2 . 5 53 5 . 8 4fiioDR? ????? ? ?? ? ?50 . 5 ( ) 0 . 5 ( 2 3 9 7 . 9 3 7 8 0 . 8 ) 1 9 66 . 0 5 5 1 0mb bW A A gN?? ? ? ? ? ??? 操作情況下法蘭的受力： 2 2 650 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 4 7 1 . 3 1 02 . 2 5 1 0D fiF D pN? ? ? ? ??? 力臂 () 537 470 22b fiD DDL m m? ?? ? ? 力矩 562 . 2 5 1 0 3 3 . 5 7 . 5 4 1 0D D DM F L N m m? ? ? ? ? ? 10GpF F N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 . 522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 477 1 0 2 7 . 5 0 . 2 0 4 1 0G G GM F L N m m? ? ? ? ? ? 5 5 52 . 3 7 1 0 2 . 2 5 1 0 0 . 1 2 1 0TDF F F N? ? ? ? ? ? ? ? 力臂 3 3 . 5 2 7 . 5 3 0 . 522DGT LLL m m? ?? ? ? 力矩 550 . 1 2 1 0 3 0 . 5 3 . 6 6 1 0T T TM F L N m m? ? ? ? ? ? 1 5 5t a n 2 . 2 5 1 0 3 5 . 8 4 3 . 2 5 1 0orDF F c tg N??? ? ? ? ? ? 力臂15 5 2 . 5 5 6 1 9 . 9 62 2 c o s 2 2 c o s 3 5 . 8 4froL l m m? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 力矩 573 . 2 5 1 0 1 9 . 9 6 0 . 6 4 9 1 0r r rM F L N m m? ? ? ? ? ? 操作情況下法蘭總力矩： 66( 7 . 5 6 2 . 0 4 0 . 3 6 6 6 . 4 9 ) 1 03 . 4 7 6 1 0p D G T rM M M M MN m m? ? ? ? ? ? ? ? ??? 預(yù)緊螺栓時(shí)法蘭的受力： 10GF W N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 . 522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 576 . 0 5 5 1 0 2 7