換熱器及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計-資料下載頁
2025-01-16 16:41本頁面
【正文】 3，97，98得； T=；Z=；Y=；U=F1=；V1=；f=假設(shè)=42mm，軸向應(yīng)力徑向應(yīng)力切向應(yīng)力組合應(yīng)力；所以，選用的前端管箱法蘭合格。 后端管箱法蘭的強度校核（1）墊片采用D＝754mm，d=722mm,δ=3mm的金屬包墊片。由GB150－1998 表9－2查得：墊片系數(shù)m=,比壓力y=①墊片的有效密封寬度基本密封寬度b0＝N/2=mm 根據(jù)GB150－1998，當(dāng)bO，②墊片壓緊力作用中心圓直徑當(dāng)bO，墊片壓緊力作用中心圓直徑DG＝D2b==③墊片壓緊力預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=Fa===N④操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=FP===N（2）螺栓①螺栓的布置根據(jù)GB1501998的表93，選取法蘭徑向尺寸，螺栓最小間距。②螺栓載荷a預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa＝Fa===Nb操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WP=F+FP=+=+=N③螺栓面積a預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 c需要的螺栓面積取和的最大值d實際螺栓面積Ab≥Am ,符合要求④螺栓設(shè)計載荷a預(yù)緊狀態(tài)下螺栓設(shè)計載荷 b操作狀態(tài)下螺栓設(shè)計載荷 （3）法蘭①法蘭力矩 ②預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩 ③操作狀態(tài)下的法蘭力矩④法蘭設(shè)計力矩法蘭材料16Mn16Ⅱ在設(shè)計溫度80℃下的許用應(yīng)力，常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力。法蘭設(shè)計力矩取以下大值：所以，⑤法蘭應(yīng)力 查GB150表95圖93，97，98得； T=；Z=；Y=；U=；F1=；V1=；f=假設(shè)=46mm，軸向應(yīng)力徑向應(yīng)力切向應(yīng)力組合應(yīng)力；所以，選用的前端管箱法蘭合格。 鉤圈式浮頭 本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)如下圖所示，而浮頭蓋采用了球冠形封頭。1外頭蓋側(cè)法蘭；2外頭蓋側(cè)墊片；3外頭蓋法蘭；4鉤圈；5短節(jié)；6排氣口或排液口；7浮頭法蘭；8雙頭螺柱；9螺母；10封頭；11球冠形封頭；12分程隔板；13墊片；14浮動管板；15檔管；16換熱管 浮頭蓋的設(shè)計計算 球冠形封頭、浮頭法蘭應(yīng)分別按管程壓力作用下和殼程壓力作用下進(jìn)行內(nèi)壓和外壓的設(shè)計計算，取其大者為計算厚度。 符號說明如下：——換熱器圓筒內(nèi)直徑，mm；——浮頭法蘭與鉤圈的內(nèi)直徑，mm；——浮頭法蘭與鉤圈的外直徑，mm ，mm；——外頭蓋內(nèi)直徑，mm， mm；——浮頭管板外直徑，mm， mm；——螺栓中心圓直徑，mm ，mm；——墊片壓緊力作用中心圓直徑，；——作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的軸向分力，N；；——作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的徑向分力，N；；——計算壓力，Mpa；分別取管程壓力（內(nèi)壓）和殼程壓力（外壓）；——封頭球面內(nèi)半徑，mm；按GB15189表326選取mm；——螺栓中心至法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)的徑向距離，mm；——對法蘭環(huán)截面形心的力臂，mm；——封頭邊緣處球殼中面切線與法蘭環(huán)的夾角，（176。）；；——球冠形封頭的計算厚度，mm；——球冠形封頭的名義厚度，mm；——封頭材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，Mpa；——焊接接頭系數(shù)。（內(nèi)壓）浮頭蓋的計算：（1）球冠形封頭計算厚度按下式計算： ；為方便選材，故可將浮頭蓋的材料選擇為Q345R，故=189Mpa，選擇為雙面焊對接接頭，局部無損探傷，則。根據(jù)GB15189表32封頭最小名義厚度是8mm取12mm。（2）浮頭法蘭計算厚度計算：首先根據(jù)所選的浮頭墊片可先確定，墊片密封寬度 根據(jù)經(jīng)驗值選定螺栓數(shù)目為24，則可通過計算螺栓的根徑，從而知道螺栓的規(guī)格：，故將其圓整為規(guī)格為M20的螺柱。（2）浮頭法蘭計算厚度計算：℃下，選擇墊片為6045723，材料為0Cr18Ni9,查GB1501998表92得出：m=。y=。計算得出b=；N=12。根據(jù)JB/T4726，選取法蘭材料為鍛件20MnMo，其許用應(yīng)力，并假設(shè)其。選取螺栓材料為35Cr2MoA，其許用應(yīng)力。或（取兩者中較大值）=4495。根據(jù)經(jīng)驗值選定螺栓數(shù)目為16，則可通過計算螺栓的根徑，從而知道螺栓的規(guī)格：，故將其圓整為規(guī)格為M20的螺柱。操作情況下法蘭的受力：力臂：力矩：操作情況下法蘭總力矩：預(yù)緊螺栓時法蘭的受力：力臂：力矩：操作狀態(tài)：預(yù)緊狀態(tài)：法蘭厚度：操作狀態(tài) 預(yù)緊狀態(tài) 法蘭厚度取與之大者，且不小于球冠形封頭名義厚度的兩倍，故，則。根據(jù)上述內(nèi)壓的計算可知浮頭法蘭的計算厚度應(yīng)為，則圓整后其名義厚度為。 鉤圈鉤圈的型式查GB151可知選為B型鉤圈，其圖示如下：而其設(shè)計厚度可按下式計算： 其中：——鉤圈設(shè)計厚度，mm； ——浮動管板厚度，mm；則。 鞍座結(jié)論本設(shè)計嚴(yán)格參考GB15189《鋼制管殼式換熱器》、GB1501998《鋼制壓力容器》和《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》以及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對回收塔冷卻器進(jìn)行了選型、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度計算和校核，使所設(shè)計換熱器在選材、強度、結(jié)構(gòu)設(shè)計等滿足工藝過程要求，保證了設(shè)備的正常運行。對于這次畢業(yè)設(shè)計，由于本人相關(guān)專業(yè)知識和經(jīng)驗有限，在設(shè)計過程中還有許多不足和錯誤之處，望老師和同學(xué)提出寶貴意見。 致謝由于我的專業(yè)知識和經(jīng)驗有限，在畢業(yè)設(shè)計過程中有許多不動和不會的地方，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下讓我順利的解決了遇到難題完成了這次畢業(yè)設(shè)計，所以衷心的感謝各位老師。參考文獻(xiàn)[1] GB15189. 鋼制管殼式換熱器[2] GB15098. 鋼制壓力容器[3] JB/T471292. 容器支座壓力容器法蘭[4] 賀匡國. ：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.[5] 鄭津洋 .：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
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