【正文】 薄 膜應力 ?? MPa T i eePD= 2? ?? ?? ???? 3 校核 s0 .9 = 0 .9 0 .8 5 2 4 5 = 1 8 7 .4 M P a 。? ? ? ? ? ? ? ?? 合 格 245s MPa?? 管箱法蘭的選擇 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 1 法蘭類型 帶頸對焊法蘭《壓力容器法蘭》 PN= 2 法蘭外徑 0D mm JB/T47032021 1095 3 螺栓中心圓直徑 iD mm JB/T47032021 1040 4 法蘭公稱直徑 mm JB/T47032021 900 5 法蘭材料 16Mn 6 墊片類型 ? JB/T47042021 PN= 7 墊片材料 石棉橡膠板片 GB/T39851995 8 墊片公稱直徑 nD mm JB/T47042021 900 9 墊片外徑 0D mm JB/T47042021 987 10 墊片內(nèi)徑 iD mm JB/T47042021 937 11 法蘭厚度 ? mm JB/T47042021 60 12 墊片厚度 1? mm JB/T47042021 3 13 螺栓規(guī)格及數(shù)量 M27 2 36 本設計為管板延長部分兼作法蘭的形式，即 GB151— 1999 項目 中，圖 18所示 e 型連接方式的管板，材料為 20MnMo 的鍛件。 B． 計算 , , n , , , , , , , , , ,S a t c r c t S t tA A K A D Q P?? ? ? ? ? ?； 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備 1 筒體內(nèi)徑 iD mm 900 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 2 筒體內(nèi)徑橫截面積 A 2mm 2iDA= 4?? 636173 3 筒體厚度 s? mm 8 4 筒體內(nèi)殼壁金屬截面積 sA 2mm s s i sA = D?? ? ?? ? ? ? 5 換熱器壁厚 t? mm 6 換熱器根數(shù) n 478 7 換熱管外徑 d 25 8 管子金屬總截面積 an a t tn =n d? ?? ? ? ? ? ? ? 9 換熱管材料的彈性模量 tE MPa GB150— 1998表 F5 186000 10 沿一側(cè)的排管數(shù) n? 25 11 換熱管中心距 S mm GB151— 1999 32 12 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 nS mm GB151— 1999 44 13 布管區(qū)內(nèi)未能被管支撐的面積 dA 2mm dnA = n S S 0. 86 6 S? ? ? ? ? ? 14 管板布管區(qū)面積 tA 2mm 2tA = 0 .8 6 6 n dSA? ? ? 15 管板布管區(qū)當量直徑 tD mm 4 tt AD ??? 16 管板布管內(nèi)開孔后的面積 1A 2mm 21 4dA A n ? ?? ? ? 17 系數(shù) ? 1AA?? 18 殼程圓筒材料的彈 sE MPa GB150— 1998表 F5 186000 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 性模量 19 殼體不帶膨脹節(jié)時換熱管束與圓筒剛度比 Q atssnEQ AE?? ? 20 系數(shù) ? 1anA?? 21 系數(shù) t? 0 .60 .4 1s Q? ? ? ? ? ? ?? 22 系數(shù) t? 0 .60 .4 0 .4t Q?? ? ? ? ? ?? 23 管板布管區(qū)當量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑比 t? ttiDD?? 24 管子受壓失穩(wěn)當量長度 crL mm GB151— 1999圖 32 600 25 設計溫度下管子受屈服強度 ts? MPa GB150— 1998表 F2 196 26 管子回轉(zhuǎn)半徑 i mm 5 2 ti d d? ? ? ? ? ? ? ? 27 系數(shù) rC 22 t crr ts ELC i?????? 28 管子穩(wěn)定許用應力 cr??? 122ts crcrrLiC??????? ? ? ?????? 29 校核 123tcr t M Pa??? ? ??? ? 合格 C．對于延長部分兼作法蘭的管板，計算 Mm和 Mp 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備 1 墊片接觸寬度 N mm GB150— 1998表 9— 1 25 2 墊片基本密度寬度 0b mm 0 2Nb? 3 墊片比壓力 y MPa GB150— 1998表 9— 2 11 4 墊片系數(shù) m 2 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 5 墊片有效密度寬度 b mm ?? 9 6 墊片壓緊力作用中心圓直徑 GD mm 0 2GD D b? ? ? 922 7 預緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 aW N aGW D b y? ? ? ? 8 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 pW N 20 .7 8 56 .2 8p G cGcW D PD b m P? ? ?? ? ? ? ? MPa? ? ? 9 常溫下螺栓材料的許用應力 b??? MPa GB150— 1998 表 F4 選用材料為 40MnB 635 10 預緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 aA 2mm aabWA ???? 11 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 pA 2mm ppbWA ???? 12 需要螺栓總截面積 mA 2mm m ax ,m a pA A A? ? ? 13 法蘭螺栓的中心圓直徑 bD mm 1140 14 法蘭中心至 cF 作用處的徑向距離 GL mm 2bGG DDL ? ? ?? 109 15 預緊狀態(tài)的法蘭力矩 mM N mm M p D D T TF L F L? ? ? ? ? GGFL? D．假如管板的計算厚度為 ? ，然后按結(jié)構(gòu)要求確定殼體法蘭厚度 f?? ，計算 K， k，fK 序 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 號 1 假定管板計算厚度 ? mm 50 2 殼體法蘭厚度 f?? mm 50 3 管板材料彈性模量 pE MPa GB150— 1998表 F5 186000 4 換熱管材料的彈性模量 tE MPa GB150— 1998表 F5 186000 5 管板剛度削弱系數(shù) ? GB151— 1999 6 換熱管有效厚度 L mm 4388 7 管板強度削弱強度 ? GB151— 1999 8 管子金屬總截面積 an 2mm 9 換熱管加強系數(shù) K 12tapELiDK ??????? ? ??? 10 管板布管區(qū)的當量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比 t? ttiD=D? 11 管板周邊布管區(qū)的無剛量參數(shù) k tk=K?????? 12 管束模量 tK MPa tK=taiEnLD?? 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 13 殼體法蘭材料彈性模量 tE? MPa GB150— 1998表 F5 186000 14 殼體圓筒材料彈性模量 sE GB150— 1998表 F5 186000 15 殼體法蘭寬度 fb mm 0 2 if DDb ?? 90 16 系數(shù) w? GB151— 1999圖 26 17 殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù) fK? MPa 322112 t f ffsi f iEbK E wD b D????????????????? ???? 18 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù) fK 4 ff tKK K????? ?? GB1511999 P51 圖 27 按照 K 和 fK 查 m1，并計算 ? 值，由圖 29 按照 K 和 fK查 G2值 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 1 管板第一矩系數(shù) m1 GB151— 1999圖 27 2 系數(shù) ? ? ?1=m / fKK?? 3 系數(shù) G2 GB151— 1999圖 29 F、計算 M1，由 GB1511999 圖 30 按照 K 和 Q 查 G3，計算 ,fMM??? ? ? 。 序號 項目 符號 單位 數(shù)據(jù)來源和計算公式 數(shù)值 備注 1 有效壓力組合 aP MPa a s s tP = P E? ? ? ?? ?? 2 基本法蘭力矩系數(shù) mM N mm? mm3ia4MM= DP????? ? 3 系數(shù) 1M 112mM= 2 K Q G? ?? ? ? 4 管板邊緣力矩系數(shù) M m 1M = M M M? ? ? 5 管板邊緣剪切系數(shù) ? =M? ?? 6 管板總彎矩系數(shù) m 12mmm= 1????? 7 系數(shù) leG le 3mG= K??? 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 8 系數(shù) liG li 23 m = KK?? ?? 9 系數(shù) 1G 1 le liG =m ax G G??， 10 管板徑向應力系數(shù) r? 1r2G1= 4 Q G??? ?? ??? ? 11 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力系 數(shù) r?? r 23m= 4 K Q G? ???? ???? ? ?? ? ? 12 管板布管區(qū)周邊剪切應力系數(shù) p?? p 2= 4 Q G? ???? ?? ? ? 13 殼體法蘭力矩系數(shù) wsM w s m f 1M = M M M? ? ? ? ? 10?? tr??? =177MPa 14 管板的徑向應力 r? MPa 2irra D=P ?? ? ? ? ? ? ??? tr??????? = 15 管板布管區(qū)周邊外徑向的應力 r?? MPa 2irra D=P?? ?? ? ? ? ? ? ??? 2k 2 m1km 2 m???? ? ? ?????? tr??????? = 16 管板布管區(qū)周邊剪切應力 p? MPa ip p a D=P? ?? ? ? ? ??? tr?