【正文】 ②管板孔端開60186。坡口； ③管子頭部不突出管板； ④孔四周開溝槽。8． 換熱管采用脹焊結(jié)合方法固定于管板上有何優(yōu)點？主要方法有哪些？答：脹焊結(jié)合方法的優(yōu)點：由于焊接連接產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕及間隙腐蝕，尤其在高溫高壓下，連接接頭在反復(fù)的熱沖擊、熱變形、熱腐蝕及介質(zhì)壓力作用下，工作環(huán)境極其苛刻，容易發(fā)生破壞，無論采用脹接或焊接均難以滿足要求。而脹焊結(jié)合法能提高連接處的抗疲勞性能，消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。 主要方法有：先強度焊后貼脹、先強度焊后強度脹、先強度脹后密封焊等多種。9． 管子在管板上排列的標準形式有哪些？各適用于什么場合？答：排列的標準形式有：①正三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列，適用于殼程介質(zhì)污垢少，且不需要進行機械清洗的場合。 ②正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列，一般可用于管束可抽出清洗管間的場合。10．《鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定》中換熱器管板設(shè)計方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：將管束當作彈性支承，而管板則作為放置于這一彈性基礎(chǔ)上的圓平板，然后根據(jù)載荷大小、管束的剛度及周邊支撐情況來確定管板的彎曲應(yīng)力。由于它比較全面地考慮了管束的支承和溫差的影響，因而計算比較精確。但計算公式較多，計算過程也較繁雜。但應(yīng)用計算機進行設(shè)計計算，是一種有效的設(shè)計方法。11． 換熱管分程原因是什么？一般有幾種分程方法？應(yīng)滿足什么條件？其相應(yīng)兩側(cè)的管箱隔板形式如何？答：分程原因：當換熱器所需的換熱面積較大，而管子做得太長時，就得增大殼體直徑，排列較多的管子。此時為了增加管程流速，提高傳熱效果，須將管束分程，使流體依次流過各程管子。分程方法：為了把換熱器做成多管程，可在流道室（管箱）中安裝與管子中心線相平行的分程隔板。管程數(shù)一般有1，2，4，6，8，10，12等七種。滿足條件：①各程換熱管數(shù)應(yīng)大致相等；②相鄰程間平均壁溫差一般不應(yīng)超過28℃；③各程間的密封長度應(yīng)最短；④分程隔板的形式應(yīng)簡單。管箱隔板形式有：單層和雙層兩種。12．折流板的作用如何？常用有哪些形式？如何定位？ 答：在對流傳熱的換熱器中，為了提高殼程內(nèi)流體的流速和加強湍流強度，以提高傳熱效率，在殼程內(nèi)裝置折流板。折流板還起支撐換熱管的作用。 常用形式有：弓形、圓盤圓環(huán)形和帶扇形切口三種。 折流板的固定是通過拉桿和定距管來實現(xiàn)的。拉桿是一根兩端皆有螺紋的長桿，一端擰入管板，折流板就穿在拉桿上，各板之間則以套在拉桿上的定距管來保持板間距離。最后一塊折流板可用螺母擰在拉桿上予以緊固。13．固定管板式換熱器中溫差應(yīng)力是如何產(chǎn)生的？有哪些補償溫差應(yīng)力的措施？ 答：當操作時，殼體和管子溫度都升高，若管壁溫度高于殼壁溫度，則管子自由伸長量比殼體自由伸長量大，但由于管子與殼體是剛性連接，所以管子和殼體的實際伸長量必須相等，因此就出現(xiàn)殼體被拉伸，產(chǎn)生拉應(yīng)力；管子被壓縮，產(chǎn)生壓應(yīng)力。此拉、壓應(yīng)力就是溫差應(yīng)力，也稱熱應(yīng)力。 補償溫差應(yīng)力的措施有：解決殼體與管束膨脹的不一致性；或是消除殼體與管子間剛性約束，使殼體和管子都自由膨脹和收縮。 ①減少殼體與管束間的溫度差； ②裝設(shè)僥性構(gòu)件；③使殼體和管束自由熱膨脹；④雙套管溫度補償。14．何謂管子拉脫力？如何定義？產(chǎn)生原因是什么？ 答：換熱器在操作中，承受流體壓力和管殼壁的溫度應(yīng)力的聯(lián)合作用，這兩個力在管子與管板的連接接頭處產(chǎn)生了一個拉脫力，使管子與管板有脫離的傾向。 拉脫力的定義：管子每平方米脹接周邊上所受到的力，單位為帕。15．殼程接管擋板的作用是什么？主要有哪些結(jié)構(gòu)形式？ 答：在換熱器進口處設(shè)置擋板（常稱為導(dǎo)流筒），它可使加熱蒸汽或流體導(dǎo)致靠近管板處才進入管束間，更充分的利用換熱面積，目前常用這種結(jié)構(gòu)來提高換熱器的換熱能力。三、試驗算固定管板式換熱器的拉脫力已知條件如下：項 目管 子殼 體操作壓力MPa操作溫度℃材質(zhì)線膨脹系數(shù)1/℃彈性模數(shù)MPa許用應(yīng)力MPa尺寸mm管子根數(shù)排列方式管間距mm管子與管板連接結(jié)構(gòu)： 脹接長度mm許用拉脫力MPa20010106106113￠252000562正三角形a=32開槽脹接l =30[q]=410016MnR106106173￠10008解：在操作壓力下，每平方米脹接周邊產(chǎn)生的力: 其中： 在溫差應(yīng)力作用下，管子每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力: 其中： 又與作用方向相同，則： ，故管子拉脫力在許用范圍內(nèi)?！痘ぴO(shè)備機械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第八章 塔設(shè)備的機械設(shè)計二、填空題A組：1．自支撐式塔設(shè)備設(shè)計時，除了考慮操作壓力以外，還必須考慮（ 自重載荷 ）、（ 風(fēng)載荷 ）、（ 地震載荷 ）、（ 偏心載荷 ）等載荷。2．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在（ 停車 ）時的（ 背 ）風(fēng)面，其最大組合軸向壓應(yīng)力為 ()。3. 外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在（ 非操作 ）時的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力為（）。4．當?shù)卣鹆叶取荩?7 ）度時，設(shè)計塔設(shè)備必須考慮地震載荷。5．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的穩(wěn)定條件是：≤ 中較小值。6．外壓操作塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力的強度條件是：≤。7．裙式支座基底截面水壓試驗時最大組合軸向壓應(yīng)力滿足的強度與穩(wěn)定條件是：≤ 中的較小值。8．裙式支座人孔或較大管線引出孔處，水壓試驗時，最大組合軸向壓應(yīng)力應(yīng)滿足的強度與穩(wěn)定條件是：≤ 中的較小值。，如采用對接焊縫，則（ 只需 ）驗算焊縫強度；如采用搭接焊縫，則焊縫同時承受（ 載荷 ）和（ 剪力 ）作用，所以操作或水壓試驗時，焊縫承受復(fù)合剪切應(yīng)力作用，其驗算的強度條件為：τ≤（） ≤() B組：1．塔設(shè)備質(zhì)量載荷包括：（1）（塔設(shè)備殼體(包括裙座)質(zhì)量）； （2）（塔設(shè)備內(nèi)件質(zhì)量）； （3）（塔設(shè)備保溫材料質(zhì)量）； （4）（平臺、扶梯質(zhì)量）； （5）（操作時塔內(nèi)物料質(zhì)量）； （6）（人孔、法蘭、接管等附屬件質(zhì)量）；（7）（液壓試驗時，塔器內(nèi)充液質(zhì)量）；2．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在（ 正常操作 ）時的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力。3．外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在（ 正常操作 ）時的（ 背 ）風(fēng)面，其最大組合軸向壓應(yīng)力。4．塔體各種載荷引起的軸向應(yīng)力包括：（1）設(shè)計壓力引起的軸向應(yīng)力（內(nèi)壓或外壓）： （2）操作質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力：（3）最大彎矩引起的軸向應(yīng)力：其中最大彎矩取計算截面上的（）或（）+（25）%（）中的較大值。5．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的強度條件是：≤。6．外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的強度與穩(wěn)定條件是： ≤ 中較小值。7．塔設(shè)備水壓試驗時，應(yīng)滿足：軸向壓應(yīng)力強度條件：≤；軸向拉應(yīng)力強度與穩(wěn)定條件：≤中較小值。 8． 裙式支座基底截面操作時，最大組合軸向壓應(yīng)力應(yīng)滿足的強度與穩(wěn)定條件是： ≤ 中較小值。9． 裙式支座人孔或較大管線引出孔處，操作時最大組合軸向壓應(yīng)力滿足的強度與穩(wěn)定條件是：≤ 中較小值。10．當塔設(shè)備作用在基礎(chǔ)面上的最小應(yīng)力時（即壓應(yīng)力），設(shè)備穩(wěn)定，地腳螺栓只起（ 固定設(shè)備位置 ）的作用；當時（即拉應(yīng)力），設(shè)備可能翻倒，此時地腳螺栓必須有（ 足夠數(shù)量 ）和一定的（ 直徑 ）。地腳螺栓的數(shù)目必須是（ 4 ）的倍數(shù)。三、畫出下列情況下危險截面組合應(yīng)力分布圖1．內(nèi)壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖857） 圖 8572．內(nèi)壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向拉應(yīng)力。（如圖858） 圖 8583. 外壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖859） 圖 8594．外壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向拉應(yīng)力。（如圖860） 圖 8605．裙式支座基底截面，操作時最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖861） 圖 8616．裙式支座基底截面，水壓試驗時最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖862） 圖 862，操作時最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖863） 圖 8638．裙式支座人孔或較大管線引出孔處，水壓試驗時最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖864） 圖 86430