【導(dǎo)讀】管式反應(yīng)器一種呈管狀、長徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。一種適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)的反應(yīng)設(shè)備。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是：根據(jù)給出的工藝參數(shù)選。支座、換熱管、折流板、管板及接管、法蘭等組成。通過對該管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，解決工程實(shí)際問題的能力。

　　

【正文】 下： a GW F D by?? GD 查閱壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)，此處選長頸對焊法蘭（ ,DN800） ,凹凸密封面 則 41 865 14 851 m mGD D a? ? ? ? ? m,y 查 GB150—— 1998 表 9— 2 取 y= ,m= 由表 9— 1 取墊片基本密封寬度0 12 6 m m22Nb ? ? ? 因?yàn)? 0 ? 所以墊片有效密封寬度 6mb? 6mmb? 所以 851 6 243 699 NaW ? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下： 20. 78 5 6. 28p p G c G cW F F D P D bm P? ? ? ? 20. 78 5 85 1 0. 9 6. 28 85 1 6 2. 25 0. 9 57 65 81 N? ? ? ? ? ? ? ? ? 螺栓面積計(jì)算：預(yù)緊狀態(tài)下 ? ?aa bWA ?? 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 41 頁 螺栓材料取為 Q235，查 GB150—— 1998表 4— 7 ? ? 228MPab? ? ? ? 189MPatb? ? 2243699 1 0 6 9 m m228aA? ? ? 操作狀態(tài)下：? ? 2576581 3 0 5 1 m m189pp tbwA ?? ? ? 錯誤 !未找到引用源。 需要螺柱面積： am pAA A???? 錯誤 !未找到引用源。 取大值 3051 2mm 實(shí)際 用 36 個 M42螺柱，其螺柱總面 2 2 23 6 4 2 4 9 8 5 1 m m 3 0 5 1 m m4bmAA?? ? ? ? ? ? 錯誤 !未找到引用源。 所以符合要求螺柱設(shè)計(jì)載荷： 預(yù)緊狀態(tài)： 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。? ?mbG bA +A 305 1 498 51W =F = = 228 = 603 082 8 N22? ? ? 操作狀態(tài) :pW =W =576581N 法蘭基本力矩：? ? ? ?m m G GbbM =A L =3051 L???? 2bGG DDL ?? 錯誤 !未找到引用源。 —— 螺柱中心圓直徑 查法蘭標(biāo)準(zhǔn) 此處為 錯誤 !未找到引用源。 1 111 6 m mbDD?? 1 1 1 6 8 5 1 1 3 2 .5 m m2GL ??? 錯誤 !未找到引用源。 305 1 132 .5 228 106 037 N m mmM ? ? ? ? ? 查 GB1501998 第 96 頁 管程壓力作用時法蘭力矩 錯誤 !未找到引用源。 計(jì)算 p D D T T G GM F L F L F L? ? ? 220. 78 5 0. 78 5 80 0 0. 9 45 21 60 ND i cF D p? ? ? ? ? 851 452160 59488T D G c DF F F D p F N? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 21 1 1 1 6 8 0 0 5 00 . 5 1 3 3 m m2 2 2 2iDA DDLL ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? 錯誤 !未找到引用源。A 1 GT L + L 133 30 132 .5= = =148m m22? ? ?? 4 5 2 1 6 0 1 3 3 5 9 4 8 8 1 4 8 6 0 3 0 8 2 8 1 3 2 .5 8 6 8 0 2 6 2 1 4 N m mPM ? ? ? ? ? ? ? ? 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 41 頁 管箱上法蘭計(jì)算： 法蘭寬度 1 1 1 6 8 0 0 1 5 8 m m22fif DDb ? ?? ? ? 管箱法蘭厚度 由于法蘭為 FM 158mmf? ?? ? 12 3 0 5 0 4 0 m m22h ??? ? ?? ? ? 40 05800158 975800hifiDD??? ????? ??? ???? 查 GB1511998 圖 315 得： ??? ? 旋轉(zhuǎn)剛度 錯誤 !未找到引用源。 322112 f f ffhf i ibEkEb D D? ????? ?????? ????????? ???? 法蘭材料采用 16Mn fE?? 取為 10 MPa? 此處用長頸對焊法蘭 所以 51 .9 1 0 M PahfEE ??? ? ? 5 351 2 10 158 2 158( ) 10 09 33612 158 800 800fk ??? ? ? ???? ? ? ? ? ?????? 殼體法蘭厚度f??取為 161mm 10 12 5800161 800sifiDD??? ????? ????? 查 GB1511998 圖 315 得：??? 錯誤 !未找到引用源。 旋轉(zhuǎn)剛度 339。39。39。39。22112 f f ffsiiEbK E wD bf D???????????? ???? 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 共 41 頁 35 51 2 7 10 158 2 161 7 10 0312 800 158 800??? ? ? ???? ? ? ?????? ???? 362MPa? 362MPa? 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù) 39。__K4 ff tKK??3624 39977??? ? = 殼體法蘭應(yīng)力參數(shù) Y :查 GB150— 98 P104表 9— 5 111 6 / 800 95fDK Di? ? ? 查表得 Y= 查圖 316 有： 1m ? 1__fm 0 .2 2= 8 .83 .5 0 .0 0 7 1Kk? ??? 查圖 318 有： 2G= 查圖 317 有： 2 ? 殼程壓力作用下的危險組合 M Pascpp? ?? 殼程設(shè)計(jì)壓力 sp = sp? = 管程壓力 tp =0 y=at(ttto)as(tsto) 10? β yEt/MPa aP yEs s tp ????/MPa P39。bsCp? __ __ bbapMM p??? 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 共 41 頁 ν =ψ ___M 121mmm ???? ? G1 12(1 )1__ 4rGvQG? ?? ? /MPa ,23 (1 )__ 4 ( )rmvK Q G? ?? ?/MPa p 2114 vQG? ?? ?/MPa 管板應(yīng)力 2r ()ira DP u?? ? ? ?? /MPa 3[ ]tr?? 239。 t 2rr [1 ( 2 ) ] ( )2 is DkkPmu m m??? ?? ? ? ?/MPa 3[ ]tr?? _ aipp PDu??? ??/MPa 4925 [ ]tr?? 殼體法蘭應(yīng)力 39。239。()4 WS itafDY M P??? ??/MPa 184 3[ ]tf?? 管子應(yīng)力 221 [ ] /??? ?f c aG vQPPQG? ? MPa [ ]tr?? [σ ]cr 殼程圓筒軸向應(yīng)力 2(1 ) /?? ?caAvPB Q G?? MPa c3 [ ]t??? 拉脫力σ /? taq dl?? MPa 3[ ]trq? 10 膨脹節(jié)的設(shè)計(jì) 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁 共 41 頁 為補(bǔ)償因溫度差與機(jī)械振動引起的附加應(yīng)力 ， 造成設(shè)備的損壞 ，需安裝膨脹節(jié)，一般采用 U形膨脹節(jié)。選用材料為 0Cr18Ni9 U 形膨脹節(jié)的計(jì)算 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 1L =20mm， R=35mm， h=73mm， W=140mm， 39。e? =8mm 應(yīng)力計(jì)算 (1)內(nèi)壓引起的無加強(qiáng)圈膨脹節(jié)直邊段的周向薄膜應(yīng)力計(jì)算 0 .9 7 0 0 .5 6 0 .4 52 2 1 5 .6ez pp D km? ? ??? ? ???MPa 式中： p———— 設(shè)計(jì)壓力， MPa eD ———— 膨脹 節(jié)直邊段外直徑（即波根外徑）， mm k———— 系數(shù)， 1 20k 0 .5 61 .5 39。 1 .5 7 0 8eeLD ?? ? ??? 當(dāng) k1 時，取 k=1 1L ———— 膨脹節(jié)直邊段長度， mm m———— 波紋管管壁的層數(shù)，對單層膨脹節(jié)， m=1 p? ———— 成形后波紋管一層材料的最小有效厚度， mm 1 12 27039。 8 m m143epemDD???? ??? ? ? ??? ?????? 39。e? ———— 成型前波紋管一層材料的有效厚度， mm mD ———— 波紋管的當(dāng)量外直徑， mm 7 0 7 3 1 4 3 m mmeD D h? ? ? ? ? (2)內(nèi)壓引起的波紋管周向薄膜應(yīng)力： 1p 1 0. 9 14 3 1= 7. 1 M Pa2 2 732 2 1 5. 60. 57 1 0. 57 1140mpDhmW? ??????????????? (3)內(nèi)壓引起的波紋管徑向薄膜應(yīng)力： 2 0 .9 7 3 5 .8 6 M Pa2 2 1 5 .6pphm? ? ?? ? ??? (4) 內(nèi)壓引起的波紋管徑向彎曲應(yīng)力： 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 共 41 頁 2 23 73 MP a2 2 1 ppph Cm? ??? ??? ? ? ??? ??????? Cp———— 系數(shù)，由 GB15189 上圖 A4 查得 (5)軸向位移引起的波紋管徑向薄膜應(yīng)力： ? ? ? ?2 224 33195 1 1802 2 73 fE C ehC?? ? ??? ? ??? bE ———— 常溫時膨脹節(jié)材料的彈性模量， MPa fC ———— 系數(shù)，由 GB15189 上圖 A3查得 e———— 一個波的軸向位移， mm （ 6）軸向位移引起的波紋管徑向彎曲應(yīng)力： ? ? ? ?25 225 5 1 9 5 5 . 6 1 1 8 0 6 9 M P a3 3 7 3 1 . 0 5bpdE C ehC?? ? ? ? ?? ? ??? dC ———— 系數(shù)，由 GB15189 上圖 A2 查得 (7)組合應(yīng)力： p 2 3 5. 86 21 .4 27 .2 6 M P a? ? ?? ? ? ? ? 45 69 MP ad? ? ?? ? ? ? ? 0. 7 0. 7 27 .2 6 79 .2 = 98 .3 M PaR p d? ? ?? ? ? ? ? 應(yīng)力校核 ??t? ———— 在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa， ??t? = 114MPa ts? ———— 在設(shè)計(jì)溫度下的屈服強(qiáng)度， MPa， ts =127MPa? a． ? ? ， 1=? ， 3 ? ? 均小于 ??t? = 114MPa b． p ? ? ?127= c． ? ? 2?127=254MPa 所以滿足要求 11 開孔補(bǔ)強(qiáng) 殼體開孔滿足下列全部要求時，可不用補(bǔ)強(qiáng)： 淮海工學(xué)院二○一三屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）