【正文】 （如圖863） 圖 8638．裙式支座人孔或較大管線引出孔處，水壓試驗(yàn)時(shí)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(yàn)時(shí)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857） 圖 8572．內(nèi)壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向拉應(yīng)力。地腳螺栓的數(shù)目必須是（ 4 ）的倍數(shù)。裙式支座人孔或較大管線引出孔處，操作時(shí)最大組合軸向壓應(yīng)力滿足的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是：≤ 中較小值。6．外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是：7．塔設(shè)備水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足：軸向壓應(yīng)力強(qiáng)度條件：≤；軸向拉應(yīng)力強(qiáng)度與穩(wěn)定條件：≤中較小值。4．塔體各種載荷引起的軸向應(yīng)力包括：（1）設(shè)計(jì)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(jì)算截面上的（）或（）+（25）%（）中的較大值。，如采用對接焊縫，則（ 只需 ）驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度；如采用搭接焊縫，則焊縫同時(shí)承受（ 載荷 ）和（ 剪力 ）作用，所以操作或水壓試驗(yàn)時(shí)，焊縫承受復(fù)合剪切應(yīng)力作用，其驗(yàn)算的強(qiáng)度條件為： 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(tái)、扶梯質(zhì)量）； （5）（操作時(shí)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(yàn)時(shí)，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(shí)的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力。7．裙式支座基底截面水壓試驗(yàn)時(shí)最大組合軸向壓應(yīng)力滿足的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是：≤ 中的較小值。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。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(shí)的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力為（）?！痘ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第八章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)二、填空題A組：1．自支撐式塔設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，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。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(jìn)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(jìn)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。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(gè)力在管子與管板的連接接頭處產(chǎn)生了一個(gè)拉脫力，使管子與管板有脫離的傾向。 補(bǔ)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。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(bǔ)償溫差應(yīng)力的措施？ 答：當(dāng)操作時(shí)，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(shí)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。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。 常用形式有：弓形、圓盤圓環(huán)形和帶扇形切口三種。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(qiáng)湍流強(qiáng)度，以提高傳熱效率，在殼程內(nèi)裝置折流板。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。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。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(dāng)換熱器所需的換熱面積較大，而管子做得太長時(shí)，就得增大殼體直徑，排列較多的管子。但計(jì)算公式較多，計(jì)算過程也較繁雜。10．《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》中換熱器管板設(shè)計(jì)方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：將管束當(dāng)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。管子在管板上排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有哪些？各適用于什么場合？答：排列的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行機(jī)械清洗的場合。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。 焊接接頭的形式有：①管板孔上不開坡口； ②管板孔端開60坡口； ③管子頭部不突出管板； ④孔四周開溝槽。換熱管與管板的焊接連接法有何優(yōu)缺點(diǎn)？焊接接頭的形式有哪些？答：焊接連接比脹接連接有更大的優(yōu)越性：在高溫高壓條件下，焊接連接能保持連接的緊密性；管板孔加工要求低，可節(jié)省孔的加工工時(shí)；焊接工藝比脹接工藝簡單；在壓力不太高時(shí)可使用較薄的管板。 △α=∣α1α2∣，1/℃。另外，對于管板及換熱器材料的線膨脹系數(shù)和操作溫度與室溫的溫差△t，必須符合表3的規(guī)定。這樣可避免在脹接時(shí)管板產(chǎn)生塑性變形，影響脹接的緊密性。脹焊結(jié)合：適用于高溫高壓下，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，工作環(huán)境極其苛刻，容易發(fā)生破壞，無法克服焊接的“間隙腐蝕” 和“應(yīng)力腐蝕”的情況下。脹接：一般用在換熱管為碳素鋼，管板為碳素鋼或低合金鋼，設(shè)計(jì)壓力不超過，設(shè)計(jì)溫度在350℃以下，且無特殊要求的場合。立式換熱器，其比值多為4~6。換熱管長度規(guī)定為：1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm, 4500mm, 5000mm, 6000mm, 7500mm, 9000mm, 12000mm。此外還應(yīng)考慮接管、接管法蘭選擇及開孔補(bǔ)強(qiáng)等。管內(nèi)不便清洗；管板上布管少，結(jié)構(gòu)不緊湊，管外介質(zhì)易短路，影響傳熱效果；內(nèi)層管子損壞后不易更換。殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能；殼程中不宜處理易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒的介質(zhì)。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，金屬耗量較大；浮頭處發(fā)生內(nèi)漏時(shí)不便檢查；管束與管體間隙較大，影響傳熱。管外清洗困難；管殼間有溫差應(yīng)力存在；當(dāng)兩種介質(zhì)溫差較大時(shí)必須設(shè)置膨脹節(jié)。第三篇: 典型化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)第七章 管殼式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)衡量換熱器好壞的標(biāo)準(zhǔn)大致有哪些？答：傳熱效率高，流體阻力小，強(qiáng)度足夠，結(jié)構(gòu)可靠，節(jié)省材料；成本低；制造、安裝、檢修方便。 解：由表161查得16MnR（厚度６～１６）在250℃下的=１５６MＰa，10號鋼管在250℃下=92MＰa，取φ=1殼體計(jì)算壁厚：接管計(jì)算壁厚：殼體與接管的壁厚附加量取C=２mm 則開孔直徑：殼體的名義壁厚： 殼體的有效壁厚： 接管的名義壁厚： 接管的有效壁厚： 接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度：接管外側(cè)、內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：強(qiáng)度削弱系數(shù)：　需要補(bǔ)強(qiáng)金屬面積：可作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積：焊縫按R=8計(jì)算，則　　　　可作為有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積：　　　　 因?yàn)锳e＜A，所以需要另加補(bǔ)強(qiáng)。包角帶墊板鞍座。 圖 1甲型平焊法蘭（容器法蘭）（法蘭RF JB470292） 圖 2突面板式平焊管法蘭（HG20592 法蘭 RF Q235A）6．有一臥式圓筒形容器，DN=3000mm，最大重量為100噸，材質(zhì)為16MnR，選擇雙鞍式支座標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱壓力、工作溫度由附錄十五表35查得墊片選用石棉橡膠墊圈，螺栓、螺柱材質(zhì)為35。螺母材料為Ｑ235Ａ。由表61可采用平面密封面，墊片材料為石棉橡膠板，寬度從表63中查得值為20mm。根據(jù)操作溫度、設(shè)計(jì)壓力和使用材料。繪出法蘭結(jié)構(gòu)圖并注明尺寸。()四、工程應(yīng)用題A 組：介質(zhì) 公稱壓力PN 介質(zhì)溫度 適宜密封面型式 墊片名稱及材料（MPa） ℃丙 烷 150 平形 耐油橡膠石棉墊/耐油橡膠石棉板蒸 汽 200 平形 石棉橡膠墊/中壓石棉橡膠板液 氨 ≤50 凹凸或榫槽 石棉橡膠墊圈/中壓石棉橡膠板氫 氣 200 凹凸 纏繞式墊圈/08(15)鋼帶石棉帶 ) 試為一精餾塔配塔節(jié)與封頭的聯(lián)接法蘭及出料口接管法蘭。所以預(yù)密封比壓越大越好。()3 金屬墊片材料一