【正文】 材料許用應力 [? ]rt MPa GB1501998（ P15） 138 5 管板剛度削弱系數(shù) η GB1511999 6 殼程設計壓力 Ps MPa 7 管程設計壓力 Pt MPa 8 管板設計壓力 Pd MPa Max{︱ Pt Pt︱，︱ Pt︱， ︱ Ps︱ } 9 管板厚度 δ δ =g ? ?)/(* ??PdCc 10 換熱管加強系數(shù) K K=沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 23 11 管板周邊不布管區(qū)的無量綱參數(shù) k k=K（ 1ρ t） 12 換熱管材料彈性模量 Et MPa GB1501998 表 F5 186 103 13 管束模數(shù) Kt MPa Kt=Et na/（ L Di） 14 殼體法蘭材料彈性模量 Ef′ MPa GB1501998 表 F5 196 103 15 殼體圓筒材料彈性模量 Es GB1501998 表 F5 196 103 16 殼體法蘭寬度 bf mm Bf=（ DfDi） /2 17 系數(shù) ω′ GB1511999 圖 26 18 殼體法蘭與圓筒的選裝剛度 Kf′ MPa ?121 ? ‘）（ ?? s3 EDi f2bfDi bfEf2 ??? 19 旋轉剛度無量綱參數(shù) Kf Kf =π Kf′ /（ 4 Kt） 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 24 4． 4 G2值的取得 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 1 管板第一矩系數(shù) m1 GB1511999 圖27 2 系數(shù) Φ Φ =m1/（ K Kf） 3 系數(shù) G2 GB1511999 圖31 4． 5法蘭厚度的計算 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 1 管箱法蘭材料的彈性模量 Ef″ MPa GB1501998 表 F5 186 103 2 管箱法蘭厚度 δ f″ mm JB/T47022021 3 系數(shù) ω″ GB1511999 圖 26 4 管箱圓筒與法蘭的旋轉剛度參數(shù) Kf″ MPa ? ?????? ??? ”）”（’ ?? h3 EDif2bfDi bfEf2121 5 系數(shù) G3 GB1511999 圖 30 104 6 系數(shù) 167。 167。 = Kf/（ Kf+G3） 7 管板邊緣力矩的變化系數(shù) △ M △ M~=1/（ Kf′ / Kf″ +167。） 8 法蘭力矩變化系數(shù) △ Mf △ Mf=Kf△ M/ Kf″ 9 管板第二彎矩系數(shù) m2 GB1511999 圖 28（ a） 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 25 4． 6法蘭力矩的的危險組合 4． 6． 1 只有殼程設計壓力 Ps，而管程設計壓力 Pt=0，不計膨脹節(jié)變形差（即 r=0）。 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算 公式 數(shù)值 備注 1 當量壓力組合 Pc MPa Pc=Ps 2 系數(shù) ∑ s ∑ s=+（ 1+Q） / 3 有效壓力組合 Pa MPa Pa=∑ sPs+β r Et 4 基本法蘭力矩系數(shù) Mm Mm=4Mm/(λπ Di3 Pa) 5 管程壓力下的法蘭力矩系數(shù) Mp Mp=4Mp/（λπ Di3Pa） 6 法蘭力矩折減系數(shù) M1 M1=m1/2K（ Q+G3） 7 管板邊緣力矩系數(shù) M M= Mm+△ M M1 8 管板邊緣剪切系數(shù) v v= M~Φ 2 9 管板總彎矩系數(shù) m m=（ m1+v m2） /（ 1+v） 10 系數(shù) G1 G1=max{Gle， Gli} 11 殼體法蘭力矩系數(shù) Mws Mws=167。 Mm△ Mf M1 7 12 管板徑向應力系數(shù) ? r ? r= ? ?21GQ Gv141 ?? 13 管板的徑向應力 ? r MPa ? r=? r Pa（λ /μ）（ Di/δ） 2 ≤[? ]tr 14 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力系數(shù) ? r’ ? r’ =3（ 1+v） m/4K（ Q+G2） 15 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力 ? r’ MPa ? r’ =? r’ Pa（λ /μ）（ Di/δ） 2 [1K/m+K2（ ） /2m] ≤[? ]tr 16 管板布管區(qū)周邊剪切應力系數(shù) т p’ т p’ =（ 1+v） /4（ Q+G2） 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 26 17 管板布管區(qū)周邊的剪切應力 т p MPa т p=т p’ Pa（λ /μ）（ Dt/δ） ≤[? ]tr 18 法蘭的外徑與內(nèi)徑之比 K K=D0/Di 19 系數(shù) Y GB1501998 表 95 20 殼體法蘭應力 ? f’ MPa ? f’ =π /4 Y Mws Paλ（ Di/δ f） 2 ≤[? ]tr 21 換熱管的軸向應力 ? t MPa ? t=?1[Pc22 GQ vQG?? Pa] 125.4 ≤[? ]cr 22 殼程圓筒的軸向應力 ? c MPa ? c=A/As ? ?2GQv1??? Pa 23 一根換熱管管壁金屬的橫界面積 a mm2 A=na/n 24 換熱管與管板連接的拉托應力 q MPa Q=? t a/π dl 5 ≤[? ]tr 只有殼程設計壓力，而管程設計壓力 Pt=0，并且計入膨脹變形差。 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備注 1 殼程圓筒材料線膨脹系數(shù) as 1/℃ GB1501998 106 2 換熱管材料線膨脹系數(shù) at 1/℃ GB1501998 106 3 換熱管與殼程圓筒的膨脹變形差 R r=at（ ttt0） as（ tst0） 106 4 沿長度平均的殼程圓筒金屬溫度 ts ℃ 工藝給定 90 5 沿長度平均的換熱管金屬溫度 tt ℃ 工藝給定 180 6 制造環(huán)境溫度 t0 20 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 27 7 當量壓力組合 Pc MPa Pc=PsPt(1+β ) 8 有效壓力組合 Pa MPa Pa=ε s Psε t+β rEt 9 基本法蘭力矩系數(shù) Mm Mm=4Mm/（λπ Di3 Pa） 10 管程壓力下的法蘭力矩系數(shù) Mp Mp=4Mp/（λπ Di3 Pa） 11 管板邊緣力矩系數(shù) M M= Mm+△ M M1 12 管板邊緣剪切系數(shù) V v= MΦ 13 管程總彎矩系數(shù) M m=（ m1+v m2） /（ 1+v） 14 系數(shù) G1 G1=max{GLe， GLe} 15 殼體法蘭力矩系數(shù) Mws Mws=ξ Mm△ Mf M1 16 管板徑向應力系數(shù) ? r （? r） =（ 1+v） G1/4（ Q+G2） 17 管板的徑向應力 ? r MPa ? r=（? r） Pa（λ /μ）（ Di/δ） 2 ≤ 3[? ]tr 18 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力系數(shù) ? r’ （? r’ ） =3（ 1+v） m/4K（ Q+G2） 19 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力 ? r’ MPa ? r’ =（? r’ ） Pa（λ/μ）（ Di/δ） 2[1K/m+K2（ ）/2m] 245 ≤ 3[? ]tr 20 管板布管區(qū)周邊的剪切應力系數(shù) т p′ т p′ =（ 1+v） /4（ Q+G2） 21 管板布管區(qū)周邊的剪切應力 т p MPa т p=т p′ Pa（λ /μ）（ Dt/δ） ≤[? ]tr 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 28 22 換熱管的軸向應力 ? t MPa ? t=?1[Pc22 GQ vQG?? Pa] ≤ 3[? ]tr 23 換熱管與管板連接的拉托應力 q MPa Q=? t a/π dl ≤[? ]tr 只有管程設計壓力 Pt，而殼程設計壓力 Ps=0，不計膨脹節(jié)變形差時： 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備注 1 當量壓力組合 Pc MPa Pc=Ps 0 2 有效壓力組合 Pa MPa Pa=∑ sPs+β rEt 3 管板邊緣力矩系數(shù) M M= Mm+△ M M1 4 管板邊緣剪切系數(shù) v v=MΦ 5 管板總彎矩系數(shù) m m=（ m1+v m2 ） /（ 1+v） 6 系數(shù) G1 G1= max{GLe， GLe} 7 管板的徑向應力 ? r MPa ? r=（? r） Pa（λ /μ）（ Di/δ） 2 ≤[? ]tr 8 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力系數(shù) ? r′ （? r’ ） =3（ 1+v）m/4K（ Q+G2） 9 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力 ? r′ MPa ? r′ =（ ? r’ ） Pa（λ /μ）（ Di/δ） 2 [1K/m+K2（ ） /2m] ≤[? ]tr 10 管板布管區(qū)周邊的剪切應力系數(shù) т p′ т p′ =（ 1+v） /4（ Q+G2） 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 管板尺寸的確定及強度計算 29 11 管板布管區(qū)周邊的剪切應力 т p MPa т p=т p’ Pa（λ /μ）（ Dt/δ） ≤[? ]tr 12 殼體法蘭應力 ? f′ MPa ? f’ =π /4 Y Mws Paλ（ Di/δ f）2 ≤[? ]tr 13 換熱管的軸向應力 ? t Mpa ? t=?1[Pc22 GQ vQG?? Pa] ≤ [? ]cr 14 殼程圓筒的軸向應力 ? c MPa ? c=A/As ? ?2GQv1??? Pa ≤Φ[? ]cr 15 換熱管與管板連接的拉托應力 q MPa Q=? t a/π dl ≤[? ]tr/2 只有管程 設計壓力 Pt，而殼程設計壓力 Ps=0，同時計入膨脹變形差時： 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備注 1 換熱管與殼程圓筒的膨脹變形差 r r=at （ ttt0 ） as（ tst0） 106 2 當量壓力組合 Pc MPa Pc=PsPt(1+β ) 3 有效壓力組合 Pa MPa Pa=ε s Psε tPt+β rEt 4 基本法蘭力矩系數(shù) Mm Mm=4Mm/（λπDi3 Pa） 5 管板邊緣力矩系數(shù) M M= Mm+△ M M1 6 管板邊緣剪切系數(shù) v v= MΦ 7 管程總彎矩系數(shù) m m= （ m1+v m2 ） /（ 1+v） 8 系數(shù) G1 G1=max{GLe， GLe} 沈陽化工大