【正文】 允許氣蝕余量 ,選用該型號泵較合適。選用該型號泵較合適。溫度為 25℃。溫度為 25℃。溫度為 25℃。 二氧化碳用于食品，其管道選用不銹鋼。 ②溫度 —— 20g無縫鋼管的最高工作溫度可達 475℃，溫度符合要求。本裝置中臨氫部分最高工作溫度為 300℃，雖然超過 220℃，但轉化氣中氫氣的分壓遠低于 。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。( )? 4 2 ???rt 174 140 3 ???rt 348 MPa 換熱管軸向應力 ? ? ?t c aP G G P? ? ????? ???1 2 2 ???tt 92 ? ??cr 3 ???tt 276 ? ??cr MPa 殼 程圓筒軸向應力 ? ? ?c s t aAA P Q G P? ? ??[ ( )( ) ]1 2 ? ???ct ? ?3??ct MPa 換熱管與管板連接拉脫應力 q =??dlat [q] 46 3[q]焊接 [q]脹接 138 MPa 計算結果 管板名義厚度 ?n 50 mm 管板校核通過 窄面整體 (或帶頸松式 )法蘭計算 計算單位 南京工業(yè)大學過程裝備與控制工程系 設 計 條 件 簡 圖 設計壓力 p MPa 計算壓力 pc MPa 設計溫度 t ? C 軸向外載荷 F N 外力矩 M 殼 材料名稱 16MnR(正火 ) 體 許用應力 nt[]? MPa 法 材料名稱 16MnR(熱軋 ) 許用 [?]f MPa 蘭 應力 [?]tf MPa 材料名稱 40MnVB 螺 許用 [?]b MPa 應力 [?]tb MPa 栓 公稱直徑 d B mm 螺栓根徑 d 1 mm 數(shù)量 n 24 個 Di Do 墊 結構尺寸 Db D外 D內(nèi) δ 0 mm Le LA h δ 1 材料類型 軟墊片 N m y(MPa) 壓緊面形狀 1a,1b b DG 片 b0≤ b= b0 b0≤ DG= ( D外 +D內(nèi) )/2 b0 b= 0b b0 DG= D外 2b 螺 栓 受 力 計 算 預緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wa Wa= π bDG y = N 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wp Wp = Fp + F = N 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = mm2 實際使用螺栓總截面積 Ab Ab = 214dn? = mm2 力 矩 計 算 操 FD = i2D pc = N LD= L A+ 1 = mm MD= FD LD = 作 FG = Fp = N LG= ( Db DG ) = mm MG= FG LG = Mp FT = FFD = N LT=(LA + ?1 + LG ) = mm MT= FT LT = 外壓 : Mp = FD (LD LG )+FT(LTLG )。? ??? ???2 ???????? ??? )2(21 2 mmkmk ? ??1 21 ?? 174 3???rt 348 MPa 管板布管區(qū)周邊剪切應力????? tpap DP ~? ???rt 58 ???rt 174 MPa 殼體法蘭應力 ? ? ??f ws a ifY M P D39。r = 34 12mK Q G( )( )??? 管板布管區(qū)周邊 處剪切應力系數(shù) ~?p= 14 1 2???Q G 殼體法蘭力矩系數(shù) 1~~ MMM pws ??? 計算值 許用值 計算值 許用值 管板徑向應力 ? ? ?? ?r r a iP D? ??? ???~ 2 ???rt 174 238 3 ???rt 348 MPa 管板布管區(qū)周邊處徑向應力 ? ?? ? ?r a r iP D39。( )? 4 2 ???rt 174 3 ???rt 348 MPa 換熱管軸向應力 ? ? ?t c aP G G P? ? ????? ???1 2 2 ???tt 92 ? ??cr 3 ???tt 276 ? ??cr MPa 殼 程圓筒 軸向應力 ? ? ?c s aAA Q G P? ??( )( )1 2 ? ???ct ? ?3??ct MPa 換熱管與管板連接拉脫應力 q =??dlat [q] 46 3[q]焊接 [q]脹接 138 MPa 僅有管程壓力 Pt作用下的危險組合工況 (Ps = 0) 不計溫差應力 計溫差應力 換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 ? =?t (tt t0 )?s (ts t0 ) 當量壓力組合 )1( ???? tc PP MPa 有效壓力組合 ttta EPP ?????? MPa 操作情況下法蘭力矩系數(shù) M MD Pp pi a~ ? 4 3? ? 管板邊緣力矩系數(shù) M Mp~ ~? 管板邊緣剪力系數(shù) ? ?? M~ 管板總彎矩系數(shù) m m m? ??1 21 ?? 系數(shù) Ge1 僅用于 m?0 時 G m Ke1 3? ? 系數(shù) Gi1 當 m?0 時 ,按 K 和 m 查圖 31（ a）實線 當 m?0 時 ,按 K和 m 查 31（ b) 系數(shù) G1 m 0, G1 = ),(max 11 ie GG 。? ??? ??? 21 2 22? ? ???? ???km km m( )???rt ???rt????? tpap DP ~????rt ???rt 殼體法蘭應力 ? ? ??f ws a ifY M P D39。r = 34 12mK Q G( )( )??? 管板布管區(qū)周邊 處剪切應力系數(shù) ~?p = 14 1 2???Q G 殼體法蘭力矩系數(shù) M M M Mws m f~ ~( )? ?? ? 1 計算值 許用值 計算值 許用值 ? ? ?? ?r r a iP D? ??? ???~ 2???rt ???rt? ?? ? ?r a r iP D39。39。22[121 s3i39。 , 按 ?h/Di ,?f”/Di , 查 GB1511999圖 25 蘭 系數(shù) ?39。 44 mm 法蘭外徑 Df 860 mm 體 法蘭寬度 2/)( ff iDDb ?? 80 mm 比值 ?s i/D 法 比值 ?f i39。 2) 支座處圓筒所受的支座彎矩 ML 計算 ML ＝ ][ )50125(* )(*33 12 IMkNslq ????? 因此，開始選用的 2A3支座滿足要求。 支座承受的實際載荷為 Q： Q＝ ?????? ??? nd SGPhkn Ggm eee )(40 103? ＝ ??Q ＝ 30 KN 式中， Ge 為偏心載荷； Se 為偏心距。 fi 風壓高度系數(shù)見參考資料。 1) 支座承受的實際載荷計算 水平地震載荷為： pe ＝ gmoe? e? 為地震系數(shù)，地震設計烈度為 7時， e? ＝ om 為設備總質(zhì)量經(jīng)計算該反應器的 om ＝ 1119kg 水平地震載荷為： pe＝ gmoe? ＝ 1119 ＝ 水平風載荷為： pw ＝ ?HDqf i 550 3400 1500＝ 3366N 偏心載荷 Ge ＝ 0 N 偏心距 Se ＝ 0 mm 其中 fi 為風壓高度變化系數(shù)，按設備質(zhì)心所在高度。 根據(jù) JB/T4732－ 92 選用支座： JB/T4732－ 92，耳座 A3，其允許載荷 [Q]=30Kn,適用公徑DN 700～ 1400，支座處許用彎矩 [Mj ]=*m。 （ 2）根據(jù)筒徑 選用非金屬軟墊片： 墊片 厚度： 3 墊片外徑 :1044 墊片內(nèi)徑： 1004 根據(jù)筒體名義厚度 選用乙型平焊法蘭（ JB4702） 法蘭材料： 16MnR DN 法蘭外徑 中心孔直徑 法蘭厚度 螺栓孔直徑 螺紋規(guī)格 螺栓數(shù)量 1000 1140 1100 56 23 M20 40 表 32 筒體法蘭數(shù)據(jù) 封頭 （ 1）封頭內(nèi)徑： 1000mm 設計壓力： P= 設計溫度取 280? C 封頭材料： 16MnR ( t[]? =) 焊接接頭系數(shù) Φ= 鋼板厚度負偏差 C1=0,腐蝕裕量 C2=,厚度附加量 C= C1+ C2=. 封頭的計算厚度計算 選用標準橢圓形封頭， K= ? = ct ic ][2 PDKP??? = 1 . 0 1 . 6 1 0 0 0 5 . 5 2 m m2 1 4 5 . 2 1 0 . 5 1 . 6?? ?? ? ? 考慮厚度附加量并圓整至鋼板厚度系列，取封頭名義厚度與筒體厚度相同，得材料名義厚度?n =7mm. 強度校核 有效厚度 ?e =?n C1 C2=6mm ?t = e eic 2 )( ? ??KDP= 1 .6 1 .0 1 0 0 0 0 .5 6 1 3 3 .7 326? ? ? ? ??（ ）MPa???t ?= 符合強度要求。 換熱管管長 L m 選用 3m標準管長 換熱管根數(shù) n 9 9 .9 8 80 .0 2 5 3Fn dL???? ?? 674(圓整 ) 管程數(shù) Ni 根據(jù)管內(nèi)流體流速范圍選定 1 管程進出口接管尺寸 (外徑 *壁厚 ) djt*Sjt m 按接管內(nèi)流體流速合理選取 Φ 60 管程結構設計 殼程數(shù) Ns 1 換熱管排列形式 正三角形排列 正三角形排列 換熱管中心距 S m S= 分程隔板槽兩側中心距 Sn 按標準 管束中心排管數(shù) nc 680nc n??（外加六根拉桿） 29 殼體內(nèi)徑 Di m Di=S(Nc1)+(1~2)d 1 換熱器長徑比 L/ Di L/ Di 3 合理 實排熱管根數(shù) n 作圖 865 折流板形式 選定 單弓形折流板 折流板外直徑 Db m 按 GB1511999 折流板缺口弦離 h m 取 h= 折流板間距 B m 取 B=(～ 1)Di 折流板數(shù) Nb Nb=L/B1 9 殼程進出口接管尺寸 djs*Sjs 合理選取 Φ 114 2 選取 外殼結構設計 按照 GB1501998《鋼制壓力容器》進行結構設計計算。 結構設計 計算內(nèi)容或項目 符號 單位 計算公式或來源 結果 備注 管 程 結 構 設 計 換熱管材料 選用碳鋼無縫鋼管 Φ 25 2 換熱管內(nèi)徑、外徑 di。 OC) 由于反應器所需的換熱面積為： F= tΔKQ = 31 1 3 9 . 9 6 2 * 1 0 1 3 3 . 2 7 32 1 3 . 8 4 * ( 3 2 0 2 8 0 ) ??m2 （ 9）計算管子的內(nèi)徑 反應器需要的換熱面積為： F=nπ dl 反應