浮頭式換熱器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-在線(xiàn)瀏覽
2025-08-07 05:29本頁(yè)面
【正文】 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??????????? ? ? 操作時(shí)法蘭力矩： MP=P1l1+P2l2+P3l3=31086040+4283035+3373930=mm與 Ma=5038800 Nmm 式中： P1— 內(nèi)壓作用在內(nèi)徑截面上的軸相力， N； P2— 內(nèi)壓作用在法蘭端面上的軸相力， N； P3— 墊片支反力， N； Db— 螺栓中心圓直徑， mm； MP— 操作時(shí)法蘭力矩， Nmm； M — 法蘭設(shè)計(jì)力矩， N （ 3）形狀系數(shù) 法蘭外徑 D0=1280mm 則系數(shù)： 0i1280 1 .0 71200DK D? ? ? 根據(jù) K 查得： Y= 式中 Y— 形狀系數(shù) （ 4）法蘭厚度 5038807 .5t = = = 8 . 6 6[ ] 7 1 0 00 2 0tfiYM mmD? ? ? 所選法蘭標(biāo)準(zhǔn)法蘭厚度 δ=30mm，則 tδ，所以法蘭厚度合格。 操作狀態(tài)下： tW 1 6 7 9 6 0= = = 3 3 .4 M PaA 5 0 2 4? （ 7）法蘭校核 預(yù)緊時(shí)： τ=〈 [σ]f= 操作時(shí)： τ=〈 [σ]f t= 同時(shí)： σT=〈 [σf] t=113MPa 綜上所述，可知所選法蘭合 格。有參考文獻(xiàn) [3]附表得 [σ] b=113MPa 所以 操作狀態(tài)下， 按設(shè)計(jì)溫度計(jì)算，螺栓所需截面積 Ap 2a = = 198 41337387 60Am21185744= = = 6974 m[ ] 170pp tbWA ? 式中： [σ]tb— 設(shè)計(jì)溫度下，螺栓材料的許用應(yīng)力為 170MPa。 即可確定螺栓的直徑與個(gè)數(shù)，取個(gè)數(shù)為 n=20 式 中 ： d 0 — 螺紋根徑或螺栓最小截面直徑， mm n— 螺栓個(gè)數(shù) 所以 0 69744d = = = 2 13 .1 4 2 04Am mmn? ? ? 查標(biāo)準(zhǔn) n=20時(shí)，螺栓為 M22的能滿(mǎn)足要求。 查得 Db =580mm 所以 L=1280/20=200mm 法蘭環(huán)螺栓最大間距 Lmax 446 式 446： dB — 螺栓公 稱(chēng)直徑， mm δf— 法蘭有效厚度， mm。 固定管板的計(jì)算 0 4d= Amn?m ax 6=2d + + m ?m a x 6 6 30=2d + =2 22 + =116 m m+ 0. 5 2+0 .5fBL m ? ??固定管板設(shè)計(jì)采用 BS法，假定管板厚度 b=100mm 總換熱管數(shù)量 n=613 一根管壁金屬的橫截面積為 2 2 2 20a= (d d )= ( 3 2 2 6 ) 2 7 344i mm??? ? ? 開(kāi)孔強(qiáng)度削弱系數(shù)（回程） μ= 兩管板間換熱管有效長(zhǎng)度（除掉兩管板厚） L取 6800mm 計(jì)算系數(shù) K 2 1 2 0 0 6 1 3 1 0 7 . 4 41 . 3 2 1 . 3 2 0 . 6 3 61 0 0 0 . 6 6 8 0 0 1 0 0iD n aK b L b? ?? ? ? ??? K= 按管板簡(jiǎn)支考慮，依 K值查得 G1= G2=－ G3= β=na/AC= 管板最大應(yīng)力 2r1= ( ) 1 2 .44s t ip p D M P aGb? ?? ? 管子最大應(yīng)力 21 ( )[ ] 4 . 1 3stta p p Gp M P a? ?? ?? ? ? 筒 體內(nèi)徑截面積 A=π/4D =942mm2 管板上管孔所占的總截面積 2 20 4 9 2 .7 54ndC m m??? 系數(shù) λ=AC/A= 系數(shù) β=na/AC= 殼程壓力 PS= 管程壓力 PT=1Mpa 當(dāng)量壓差 Pa=PsPT(1β)= 管板采用 Q235B [σ]r=113Mpa 換熱管采用碳鋼 [σ]t=108Mpa 管板，管子強(qiáng)度校核 σrmax=＜ [σ]r=170=255Mpa σtmax=＜ [σ]t=108Mpa 管板計(jì)算厚度滿(mǎn)足要求。 壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) ， 主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 、 厚壁管補(bǔ)強(qiáng)和整 鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種形式。 當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于 的殼體開(kāi)孔，兩相鄰開(kāi)孔中心的間距大于孔直徑之和的兩倍，且接管公稱(chēng)直徑小于或等于 89mm 時(shí)，只要接管最小厚度滿(mǎn) 足下表，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)中低壓容器應(yīng)用最多的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)圈一般使用在靜載荷下、常溫、中低壓。 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法主要有等面積補(bǔ)強(qiáng)法和極限分析補(bǔ)強(qiáng)由于開(kāi)孔位置在封頭開(kāi)孔的直徑為 76mm≤89mm，滿(mǎn)足等面積補(bǔ)強(qiáng)的要求，又因?yàn)榈让娣e補(bǔ)強(qiáng)有長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行 ， 在一般壓力容器使用范圍下能夠保證安全 ， 所以采 用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。C，接管外伸端高度為 h1=150mm，封頭和補(bǔ)強(qiáng)圈的材料為 0Cr18Ni9，其許用應(yīng)力為 [σ]t =137MPa，接管為 10 號(hào)鋼，其許用應(yīng)力為 [σ]t=112MPa，封頭和接管的厚度附加量 C 均取 ，液體靜壓力可以忽略，焊接接頭系數(shù) 。 （ 2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 查參考文獻(xiàn) [4]得： 1p= 2[ ]citcDK p? ??? 448 式 448： K1— 橢圓形長(zhǎng)短軸比值決定系數(shù) 故 1p 1 . 7 6 2 2 0= 2 . 12 [ ] 2 1 0 8 0 . 8 5 1 . 7 6cit cDK mmp? ?? ???? ? ? ? b. 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr ： 查參考文獻(xiàn) [4]得： [] 112f = = = 0 .8 1 8[ ] 1 3 7tnrr?? 接管有效厚度為： δet=δnt?C== 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按公式計(jì)算： A=dδ+2δδet (1?f r)= +2(1?) = mm （ 3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B，即： B=2d=2= mm B=d+2δn+2δn t=+26+24= mm 取較大值： B = mm 外側(cè)有效高度，即： 1 = = 7 3 . 6 4 = 1 7 .1 6nth d m m? ? h1=150mm 取最小值 h1= 內(nèi)側(cè)有效高度，即： 2 = = 7 3 . 6 4 = 1 7 .1 6nth d m m? ? h2=0mm 取最小值 h2=0mm （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ： 封頭有效厚度： A1= (B?d )(δe?δ) ?2δet (δe?δ)(1?f r) = (?) (?) ?2 (?) (1? ) = 接管計(jì)算厚度： t 0 . 2 7 5 6 8= = = 0 . 1 12 [ ] 2 1 1 2 0 . 8 5 0 . 3citncpD mmp? ?? ?? ? ? ? 接管多于金屬面積 A2，由以下公式可以取得： 2 1 2 2 22 h ( ) f 2 h ( C ) f2 1 7 . 1 6 ( 1 . 2 0 . 1 1 ) 0 . 8 1 8 0 3 7 . 4 m me t t r e t rA ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? c. 接管區(qū)焊接面積（焊腳取 ） 23 12 6 .0 6 .0 3 62A m m? ? ? ? ? d. 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 Ae=A1+A2+A3=++36= 因?yàn)?AeA，所以不用另行補(bǔ)強(qiáng)。 ：放在鞍座上的圓筒形設(shè)備，其情況和梁相似。但 實(shí)際上應(yīng)看 情況而定，對(duì)于大型容器，因制造誤差所造成的支座標(biāo)高不一致，或因地基沉 降不均勻，所以造成的支承點(diǎn)水平高度不一致，都使支承反力不均勻，在設(shè)備內(nèi)造成較大 附加應(yīng)力。所以一般采取雙支座。最好的辦法是一端采用滾動(dòng)式支座。 在中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定取
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