【正文】 （公式 214） 接管有效厚度 mmCntet 7411 ????? ?? （公式 215） 前面殼體計(jì)算可知，開(kāi)孔殼體處的計(jì)算厚度 ?? 開(kāi)孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A )()1(2 mmfdA ret ???????? ??? ??? （公式 216） ② 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B 的計(jì)算如下： 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn ?? （公式 217） 所以 B 取 外側(cè)有效高度 1h 的計(jì)算如下： 取小值?????? ???? mmh mmdh nt 10614120 11 ? （公式 218） 所以 1h 取 外側(cè)有效厚度 2h 的計(jì)算如下： 取小值???? ???? 0 22 h mmdh nt? （公式 219） 所以 2h 取 0 ③ 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 殼體有效厚度 mmCne 10414 ????? ?? （公式 220） 殼體多余金屬面積 1A 的計(jì)算如下： ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?2112mmfbBA reete??????????????? ????? （公式 221） 接管計(jì)算厚度 mmPdP ct ict ][2 ???? ???? ??? （公式 222） 接管多余金屬面積 2A 的計(jì)算如下： ? ?? ?2212 )(22 mmfChfhA retrtet ??????? ???? ??? （公式 223） 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè) 焊腳高度 h=6mm。 焊縫金屬截面積計(jì)算如下： 23 mmA ????? 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 2321 mmAAAA e ??????? AAe? 所以不需要補(bǔ)強(qiáng)。且管板的金屬溫度很難計(jì)算 ,故一般取較高側(cè)的設(shè)計(jì)溫度，所以選 170℃。為了便于管板的起吊，在管板上因設(shè)置支耳。 （ 2） 殼程壓力作用下 ① 螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時(shí)的許用應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp114090922??????????? ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 261011871140909 mmWA tbpp ??? ? 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =6101mm178。質(zhì)量為 71kg。螺柱規(guī)格為 M24 220B，數(shù)量為 28。 mm 側(cè)法蘭法蘭應(yīng)力 取法蘭頸部小端有效厚度 o? =40mm 2408001 ???? （ 2119） 取法蘭頸部高度 h=50mm 5000????? ?iDhhh （ 2120） 查 文獻(xiàn) [2]圖 97得整體法蘭頸部應(yīng)力校正系數(shù) f= 查 文獻(xiàn) [2]圖 93得整體法蘭系數(shù) ?IF 參數(shù) ??? hFe I （ 2121） 系數(shù) ?????? ef?? （ 2122） 式中 f? 為法蘭有效厚度 ??? iO DDK （ 2123） 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 共 32 頁(yè) 由 K= 查 文獻(xiàn) [2]表 9— 5 得 T=， Z=， Y=， U= 系數(shù) ??? T?? （ 2124） 查 文獻(xiàn) [2]圖 9— 4 得 ?V 參數(shù) 594344840155 220221 ????? ?hVUd （ 2125） 參數(shù) ? ? 13 ????d? （ 2126） ????? ??? （ 2127） （ 1） 軸向應(yīng)力 MP aDfM iH 12 706 71 732 221 0 ?????? ??? （ 2128） （ 2） 徑向應(yīng)力 ? ?M P aMDeiffR531 2 7 0 6 7 1 7 202???? ?????????? （ 2129） （ 3） 環(huán)向應(yīng)力 MP aZDYM RifOT 22 ??????? ??? （ 2130） （ 4） 剪切力 預(yù)緊狀態(tài)的剪切載荷 W=2114385N 操作狀態(tài)的剪切載荷 W=1446872N 剪切面積 22 0 4 8 2 mmlDA ????? ?? （ 2131） 式中 ??D 剪切面計(jì)算直徑 ?l 剪切面計(jì)算高度 預(yù)緊狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW ??? ?? （ 3132） 操作狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW p 712048 81446 872 ??? ?? （ 3133） 應(yīng)力校核 ? ? M P atf ???? 設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatn 170?? 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 共 32 頁(yè) ? ? M P atn ???? （ 1）允許軸向應(yīng)力取 ? ? Htf M P a ?? ???? 2 1 61 4 （ 2）環(huán)向應(yīng)力 M P aM P a tfT 144][18 ??? ?? （ 3）徑向應(yīng)力 M P aM P a tfR 144][53 ??? ?? （ 4）組合應(yīng)力 ? ? MP aMP a tfRH ?????? ??? （ 3134） ? ? MP aMP a tfTH ?????? ??? （ 3135） （ 5） 剪應(yīng)力 預(yù)緊狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計(jì)算得 ? ?tnM P a ?? ??? 操作 狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計(jì)算得 ? ?tnM Pa ?? ??? 結(jié)論：設(shè)計(jì)的法蘭在軸向應(yīng)力，徑向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，組合應(yīng)力及剪應(yīng)力均滿足要求，所假設(shè)的法蘭名義厚度 n? =85mm 合理。 吊環(huán)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 為了便于裝拆管束，應(yīng)在浮頭式換熱器的固定管板上設(shè)置吊環(huán)螺釘，根據(jù)筒體身本的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用一個(gè) M20， L=180mm 的螺釘，材料選用 20 號(hào)鋼。 包角，采用兩個(gè)鞍座，一個(gè)為固定鞍座 BI600F，一個(gè)為滑動(dòng)鞍座 BI600S。 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè) Nb m PDPDW cGcGp144687222??????????? （ 2103） 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NFW aa 1 2 9 8 2 2 7?? （ 2104） 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPab 210?? 設(shè)計(jì)溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatb 187?? 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 261822101298227 mmWA baa ??? ? （ 2105） 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 277371871446872 mmWA tbpp ??? ? （ 2106） 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =7737mm178。 厚度和殼體和封頭都等厚都是 14mm。 浮頭鉤圈的計(jì)算 選 用 B 型鉤圈，材料采用與浮頭管板相同的 16MnII。 浮頭法蘭的設(shè)計(jì) 浮頭法蘭為 非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，材料用 16MnⅡ ，法蘭材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??f?為 150MPa，在 170℃下的許用應(yīng)力 ??tf? 為 144MPa 螺柱材料選用 35CrMoA，墊片采用纏繞墊片。 查 文獻(xiàn) [2]1998 表 F5 得換熱管設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量 MPaEt ?? 查 文獻(xiàn) [2]1998 表 43 得換熱管設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 ??tt? =105MPa 設(shè)計(jì)溫度下?lián)Q熱管材料的屈服點(diǎn) ??ts? =163MPa 管板的參數(shù)： 管板材料取 Q345R（正火） 查 文獻(xiàn) [2]1998 附表 F5 得： 設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量 pE = 105MPa 查 文獻(xiàn) [2]1998 表 41 得： 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 ??tr? =154MPa 許用拉脫應(yīng)力 ??q = ??tt? = 105= 管板強(qiáng)度削弱系數(shù) μ = 管板剛度削弱系數(shù) η = 換熱管與管板脹接長(zhǎng)度或焊接高度 l=3mm 結(jié)構(gòu)參數(shù)及系數(shù)得確定 (1)墊片壓緊作用中心圓直徑 DG 查 文獻(xiàn) [6]表得 GoD =665mm GiD =625mm ? ? mmmmNb 0 ??????? （公式 228） 所以 mmbb o ???? （公式 229） GD = GoD 2b=6652 8=649mm （公式 230） (2) dA 因設(shè)置隔板槽或拉桿而未能被換熱 管支承得面積 ? ? ? ? 26 1 7 425382519 mmSSSnA nd ???????? （公式 231） (3)管板布管區(qū)面積 tA 222 1 8 4 9 2 56 1 7 4252 8 6 mmAnSA dt ?????? （公式 232） (4)管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 tD 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) mmAD tt ???? ? （公式 233） (5)管子總截面積 na na= ? ?tt dn ??? ? = 0 5 3 3)219( mm????? （公式 234） mma ?? （公式 235） （ 6）換熱管有效長(zhǎng)度 L，設(shè)管板的名義厚度為 50mm 289422 ???? lLL nt ? mm （公式 236） （ 7）管束模數(shù) 94 5 ?? ???? ttt LD naEK （公式 237） （ 8）管束無(wú)量綱剛度 054 6~ 5 ????? ptt EKK ? （公式 238） （ 9）無(wú)量綱壓力 ][~ ????? trda PP ?? （公式 239） （ 10）布管區(qū)內(nèi)開(kāi)孔的面積 2221 mmdnAA t ??????? ? （公式 240） （ 11）系數(shù) ?? Ana? （公式 241） 4 9/ 8 5/ ??? Gtt DD