【正文】 ℃， 出口溫度： 42℃ 操作介質(zhì)：管程：冷卻水 殼程：空氣 保溫材料 ： 巖棉 保溫厚度 ： 100mm 結(jié)構(gòu)尺寸及開孔方位見圖 工藝設(shè)計計算 有效平均溫差 Δt 平均 Δt 管 = 42℃ 31℃ =11℃ Δt 殼 =270℃ 42℃ =228℃ Δt 平均 = 1/2（ Δt 管 + Δt 殼 ） = 1/2（ 11℃ + 228℃ ） = ℃ 計算換熱量 Q 已知 傳熱系數(shù) K=400W/（ ㎡ K178。 400179。 179。 179。 1/2 = 折流板形式：切除百分?jǐn)?shù)為 25%的弓形折流板 折流板切除高度 ： H=25%D=300mm 折流板數(shù)： N=18塊 折流板間距： h=300mm 折流板的直徑 :DB =1195mm 折流板的厚度： δ=15mm 折流板上的管孔直徑： d=26mm 折流板上的管孔數(shù)： NB=790 個 圓缺區(qū)內(nèi)的管數(shù)： NT， w =88根 11 3 結(jié)構(gòu)計算 筒體壁厚 計算 筒體、封頭材料均選擇 16MnR[8]。 計算厚度： mmDpt ic ][2 ??? ??? ??? 式中： 270℃時 16MnR的許用應(yīng)力 ??t? 利用插值法求得 焊縫系數(shù) ? = 名義厚度： mmCCn ??????? ?? ，圓整 6mm。 根據(jù) GB151,直徑 1200mm 的筒體 最小壁 厚 為 12mm，所以 有效厚度取 12mm。 最小厚度校核： mmCmmDni 13)( 21m i n ??????? ??，滿 足要求 。 179。 325=， 所以 筒體 水壓試驗強度足夠 。 圖 橢圓形封頭 由于設(shè)計壓力 cp 小于 5 MPa，所以可忽略不計 。 有效厚度： mmCCne ??????? ?? ， 圓整 3mm。 名義厚度 ： mmCCn ??????? ?? ， 圓整 14mm。 封頭 水壓試驗校核： 校驗公式為： ? ??? ??eeiTT 2DP ?? 式中 ? ?? ?tT ??? =179。1 = ； PT是內(nèi)壓容器實驗壓力取 ； P 是設(shè)計壓力 ； ??? 是實驗溫度下的材料的許用壓力 163MPa； 有效厚度 mm12e ?? ； 則 ： ? ? aT ??? ???? 材料的 屈服應(yīng)力 s? =325MPa，規(guī)定 液壓試驗 中 此應(yīng)力的值不得超過該試驗溫度下材料屈服強度的 90%， 由上述數(shù)據(jù)可 知： aT ?? ? s? =179。 綜上所述，取 筒體和封頭的壁厚為 14mm。 12mm , l=180mm 的接管 (1) 補強及補強方法判別 a：補強判別 根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計》表 4－ 14，允許不另行步強的最大接管外徑為φ 89mm，本開孔外徑為φ 510mm，故需另行考慮其補強 [9]。 (2) 開孔所需補強面積 a：筒體計算厚度 由于筒體有效厚度取值為 12mm，所以計算厚度為： ????? 圓整值?? b：開孔所需補強面積 先計算強度削弱系數(shù) fr： 15 ? ?? ? 632 ???rtnrf ?? 接管有效厚度為 mmCntt ????? ?? 開孔所需補強面積按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 76）確定 ? ? ? ? 2et 5 7 6 76 3 2 mmfdA r ??????????? ??? (3) 有效補強范圍 a：有效寬度 B，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 79）確定 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn ?? 故 B= b：有效高度 外側(cè)有效高度 h1，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 80）確定 ? ? 取小值實際外伸高度 ??????????mmhmmdh nt21511 ? 故 1h = 內(nèi)側(cè)有效高度 h2，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 81）確定 ? ? 取小值實際內(nèi)伸高度 ??????????022hmmdh nt? 故 2h =0 (4) 有效補強面積 a：筒體多余金屬面積 16 筒體有效厚度 mm12e ?? 筒體多余金屬面積 A1，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 82）確定 ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?2ee112mmfdBA ret????????????????? ????? b：接管多余金屬面積 接管計算厚度 ? ? mmdP tnict ??? ??? ??? 接管多余金屬面積 A2，按 《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 83）確定 ? ? ? ?? ?2221222mmfChfhA retrtet?????????? ??? c：接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） 由于補強圈與接管及殼體的焊接是搭接焊 ,采用角焊縫 (見下圖 )焊縫截面積 (打網(wǎng)格部分 )近似于三角形面積 ,計算時只考慮補強圈內(nèi)緣與組合焊縫中填角焊縫的填角高度 ,如圖按等腰直角三角形計算得 23 mmA ????? d：有效補強面積 2321 mmAAAA e ??????? (5) 所需另行補強面積 24 47909775767 mmAAA e ????? 17 圖 補強圈與接管及筒體焊接結(jié)構(gòu) (6) 補強圈設(shè)計 根據(jù)接管公稱直徑 DN500 選補強圈，查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》表 13－ 1 取補強圈外徑 D`=840mm，內(nèi)徑 d`=534mm。 12mm ,l=130mm 的接管 (1) 補強及補強方法判別 a：補強判別 根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計》表 4－ 14，允許不另行步強的最大接管外徑為φ 89mm，本開孔外徑為φ 325mm，故需另行考慮其補強。 (2) 開孔所需補強面積 a：筒體計算厚度 ?? b ： 開孔所需補強面積 同上，強度削弱系數(shù) fr= 接管有效厚度為 mmCntt ????? ?? 開孔所需補強面積按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 76）確定 ? ? ? ? 2e 6 6 66 3 2 0 812 mmfdA rt ??????????? ??? (3) 有效補強范圍 a：有效寬度 B，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 79）確定 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn ?? 故 B= 19 b：有效高度 外側(cè)有效高度 h1，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 80）確定 取小值實際外伸高度 ?????? ???? )(198 11mmhmmdh nt? 故 1h = 內(nèi)側(cè)有效高度 h2，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 81）確定 取小值實際內(nèi)伸高度 ?????? ???? )(0 22hmmdh nt? 故 2h =0 (4) 有效補強面積 a：筒體多余金屬面積 筒體有效厚度 mm12e ?? 筒 體多余金屬面積 A1，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 82）確定 ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?2eee112mmfdBA rt????????????????? ????? b：接管多余金屬面積 接管計算厚度 ? ? mmdP tnict ??? ??? ??? 接管多余金屬面積 A2，按《過程設(shè)備設(shè)計》式（ 4－ 83）確定 ： 20 ? ? ? ?? ?22e2e1222mmfChfhA rtrtt??????????? ??? c：接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） 由于補強圈與接管及殼體的焊接是搭接焊 ,采用角焊縫 (見下圖 )焊縫截面積 (打網(wǎng)格部分 )近似于三角形面積 ,計算時只考慮補強圈內(nèi)緣與組合焊縫中填角焊縫的填角高度 ,如圖按等腰直角 三角形計算得 23 mmA ????? 圖 補強圈與接管及筒體焊接結(jié)構(gòu) d：有效補強面積 2321 mmAAAA e ??????? (5) 所需另行補強面積 24 8 5 1 6 6 6 mmAAA e ????? (6) 補強圈設(shè)計 根據(jù)接管公稱直徑 DN300 選補強圈，查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》表 13－ 1 取補強圈外徑 D`=540mm，內(nèi)徑 d`=329mm。 判斷是否需要 設(shè)置 膨脹節(jié)： 管 殼壁溫所產(chǎn)生的軸向力 F1 NAEAEttttFssttsstt566660011111)()(??????????????????????? 式中 : t? —— 管子的熱膨脹系數(shù)， 依表得 179。10 6 Et—— 管子的彈性模量，依表得 179。10 6MPa