计算书

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固定管板换热器设计计算 壳 程 设计压力 ps 0.77 设计温度 ts 50 壳程圆筒内径Di 材料名称 700 Q345R 计算单位 安徽理工大学机械工程学院 管 程 设 计 计 算 条 件 MPa 设计压力 pt ?0.44 100 700 Q345R MPa ?C 设计温度 tt 管箱圆筒内径Di 材料名称 C mm mm 简 图 计 算 内 容 壳程圆筒校核计算 前端管箱圆筒校核计算 前端管箱封头(平盖)校核计算 后端管箱圆筒校核计算 后端管箱封头(平盖)校核计算 管箱法兰校核计算 开孔补强设计计算 管板校核计算 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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前端管箱筒体计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 ??? t设计温度许用应力 ??? 试验温度下屈服点 ?s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 0.44 MPa 100.00 ? C 700.00 mm Q345R ( 板材 ) 189.00 MPa 189.00 MPa 345.00 MPa 0.30 mm 2.00 mm 0.85 厚度及重量计算 ? = 2[?]t??P = 0.96 c ?e =?n - C1- C2= 5.70 ?n = 8.00 41.90 压力试验时应力校核 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 ???T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 液压试验 PcDi计算单位 安徽理工大学机械工程学院 GB 150.3-2011 筒体简图 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 mm mm mm Kg PT = 1.25P [?]t = 1.2500 (或由用户输入) [?]MPa MPa ???T? 0.90 ?s = 310.50 ?T = pT.(Di??e) = 91.03 MPa 2?e.? ?T? ???T 合格 压力及应力计算 2?e[?]t? [Pw]= (Di??e)= 2.59517 最大允许工作压力 设计温度下计算应力 ???? 校核条件 结论

tMPa MPa MPa Pc(Di??e) ? = = 27.24 2?et 160.65 ???? ≥? 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00mm,合格 tt全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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前端管箱封头计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 曲面深度 hi 材料 设计温度许用应力 ??? 试验温度许用应力 ??? 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 压力试验类型 试验压力值 t计算单位 安徽理工大学机械工程学院 GB 150.3-2011 椭圆封头简图 0.45 100.00 700.00 175.00 Q345R (板材) 189.00 189.00 0.30 2.00 0.85 MPa ? C mm mm MPa MPa mm mm 压力试验时应力校核 液压试验 PT = 1.25Pc[?]t= 1.2500 (或由用户输入) [?]MPa MPa MPa 压力试验允许通过的应力???t ???T? 0.90 ?s = 310.50 ?T = pT.(KDi?0.5?e)= 90.67 试验压力下封头的应力 2?e.?校核条件 校核结果 ?T? ???T 合格 厚度及重量计算 形状系数 2????1D K = ?2??i?? = 1.0000 6??2hi??????计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量 ?h = 2[?]t??0.5P = 0.98 c ?eh =?nh - C1- C2= 5.70 ?min = 3.00 ?nh = 8.00 满足最小厚度要求 36.64 压 力 计 算 KPcDimm mm mm mm Kg 最大允许工作压力 结论

2[?]t??e [Pw]= KDi?0.5?e= 2.60569 合格 MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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后端管箱筒体计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 ??? t设计温度许用应力 ??? 试验温度下屈服点 ?s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 0.44 MPa 100.00 ? C 700.00 mm Q345R ( 板材 ) 189.00 MPa 189.00 MPa 345.00 MPa 0.30 mm 2.00 mm 0.85 厚度及重量计算 ? = 2[?]t??P = 0.96 c ?e =?n - C1- C2= 5.70 ?n = 8.00 41.90 压力试验时应力校核 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 ???T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 液压试验 PcDi计算单位 安徽理工大学机械工程学院 GB 150.3-2011 筒体简图 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 mm mm mm Kg PT = 1.25P [?]t = 1.2500 (或由用户输入) [?]MPa MPa ???T? 0.90 ?s = 310.50 ?T = pT.(Di??e) = 91.03 MPa 2?e.? ?T? ???T 合格 压力及应力计算 2?e[?]t? [Pw]= (Di??e)= 2.59517 最大允许工作压力 设计温度下计算应力 ???? 校核条件 结论

tMPa MPa MPa Pc(Di??e) ? = = 27.24 2?et 160.65 ???? ≥? 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00mm,合格 tt全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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后端管箱封头计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 曲面深度 hi 材料 设计温度许用应力 ??? 试验温度许用应力 ??? 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 压力试验类型 试验压力值 t计算单位 安徽理工大学机械工程学院 GB 150.3-2011 椭圆封头简图 0.45 100.00 700.00 175.00 Q345R (板材) 189.00 189.00 0.30 2.00 0.85 MPa ? C mm mm MPa MPa mm mm 压力试验时应力校核 液压试验 PT = 1.25Pc[?]t= 1.2500 (或由用户输入) [?]MPa MPa MPa 压力试验允许通过的应力???t ???T? 0.90 ?s = 310.50 ?T = pT.(KDi?0.5?e)= 90.67 试验压力下封头的应力 2?e.?校核条件 校核结果 ?T? ???T 合格 厚度及重量计算 形状系数 2????1D K = ?2??i?? = 1.0000 6??2hi??????计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量 ?h = 2[?]t??0.5P = 0.98 c ?eh =?nh - C1- C2= 5.70 ?min = 3.00 ?nh = 8.00 满足最小厚度要求 36.64 压 力 计 算 KPcDimm mm mm mm Kg 最大允许工作压力 结论

2[?]t??e [Pw]= KDi?0.5?e= 2.60569 合格 MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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内压圆筒校核 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 ??? t设计温度许用应力 ??? 试验温度下屈服点 ?s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 0.83 MPa 50.00 ? C 700.00 mm Q345R ( 板材 ) 189.00 MPa 189.00 MPa 345.00 MPa 0.30 mm 2.00 mm 0.85 厚度及重量计算 ? = 2[?]t??P = 1.81 c ?e =?n - C1- C2= 5.70 ?n = 8.00 838.07 压力试验时应力校核 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 ???T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 液压试验 PcDi计算单位 安徽理工大学机械工程学院 GB 150.3-2011 筒体简图 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 mm mm mm Kg PT = 1.25P [?]t = 1.2500 (或由用户输入) [?]MPa MPa ???T? 0.90 ?s = 310.50 ?T = pT.(Di??e) = 91.03 MPa 2?e.? ?T? ???T 合格 压力及应力计算 2?e[?]t? [Pw]= (Di??e)= 2.59517 最大允许工作压力 设计温度下计算应力 ???? 校核条件 结论

tMPa MPa MPa Pc(Di??e) ? = = 51.31 2?et 160.65 ???? ≥? 合格 tt全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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开孔补强计算 接 管: N1, φ148×4 设 计 条 件 计算压力 pc 设计温度 壳体型式 壳体材料 名称及类型 壳体内直径 Di 壳体开孔处名义厚度δn 壳体厚度负偏差 C1 壳体腐蚀裕量 C2 壳体材料许用应力[σ] t计算单位 安徽理工大学机械工程学院 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简 图 0.8288 50 Q345R 板材 700 8 0.3 2 189 120 MPa ℃ 圆形筒体 壳体开孔处焊接接头系数φ 0.85 mm mm mm mm MPa 筒体周向斜接管偏心距离(mm) 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 接管实际内伸长度 接管焊接接头系数 接管腐蚀裕量 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 接管厚度负偏差 C1t 接管材料许用应力[σ] 非圆形开孔长直径 壳体计算厚度δ 开孔补强计算直径 d 接管有效外伸长度 h1 接管多余金属面积 A2 t180 5 0.85 1 0.4 181 152.2 1.8103 142.8 23.9 114 mm mm mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm mm 222接管连接型式 接管材料 名称及类型 补强圈外径 补强圈厚度 插入式接管 16Mn 管材 1.0658 0.3781 285.6 4 555 12 t补强圈材料名称 mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm 222补强圈厚度负偏差 C1r 补强圈许用应力[σ] 开孔长径与短径之比 接管计算厚度δt 补强区有效宽度 B 接管有效内伸长度 h2 壳体多余金属面积 A1 补强区内的焊缝面积 A3 开 孔 补 强 计 算 补强圈强度削弱系数 frr 0 接管材料强度削弱系数 fr 0.9577 开孔削弱所需的补强面积A 259 A1+A2+A3= 681 补强圈面积 A4 结论: 合格

mm，大于A，不需另加补强。 2 A-(A1+A2+A3) 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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开孔补强计算 接 管: N2, φ128×4 设 计 条 件 计算压力 pc 设计温度 壳体型式 壳体材料 名称及类型 壳体内直径 Di 壳体开孔处名义厚度δn 壳体厚度负偏差 C1 壳体腐蚀裕量 C2 壳体材料许用应力[σ] t计算单位 安徽理工大学机械工程学院 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简 图 0.44 100 Q345R 板材 700 8 0.3 2 189 120 MPa ℃ 圆形筒体 壳体开孔处焊接接头系数φ 0.85 mm mm mm mm MPa 筒体周向斜接管偏心距离(mm) 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 接管实际内伸长度 接管焊接接头系数 接管腐蚀裕量 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 接管厚度负偏差 C1t 接管材料许用应力[σ] 非圆形开孔长直径 壳体计算厚度δ 开孔补强计算直径 d 接管有效外伸长度 h1 接管多余金属面积 A2 t150 5 0.85 1 0.4 181 130.77 0.9599 122.8 22.163 115 mm mm mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm mm 222接管连接型式 接管材料 名称及类型 补强圈外径 补强圈厚度 插入式接管 16Mn 管材 1.0649 0.1718 245.6 4 581 12 t补强圈材料名称 mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm 222补强圈厚度负偏差 C1r 补强圈许用应力[σ] 开孔长径与短径之比 接管计算厚度δt 补强区有效宽度 B 接管有效内伸长度 h2 壳体多余金属面积 A1 补强区内的焊缝面积 A3 开 孔 补 强 计 算 补强圈强度削弱系数 frr 0 接管材料强度削弱系数 fr 0.9577 开孔削弱所需的补强面积A 118 A1+A2+A3= 708 补强圈面积 A4 结论: 合格

mm，大于A，不需另加补强。 2 A-(A1+A2+A3) 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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延长部分兼作法兰固定式管板 设 计 计 算 条 件 设计压力 ps 设计温度 Ts 平均金属温度 ts 装配温度 to 设计温度下许用应力[?]t 设计单位 MPa ??? 安徽理工大学机械工程学院 简 图 0.77 50 40 15 Q345R 189 2e+05 1.105e-05 C C C 壳 材料名称 程 平均金属温度下弹性模量 Es 平均金属温度下热膨胀系数?s Mpa Mpa mm/mmC 700 8 5.7 1.995e+05 ? mm mm mm MPa mm2 2圆 壳程圆筒内径 Di 壳 程 圆 筒 名义厚 度?s 壳 程 圆 筒 有效厚 度?se 筒 壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef’ 壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 ? Di 壳程圆筒金属横截面积 As=??s ( Di+?s ) 23.848e+05 1.264e+04 0.44 100 Q345R 1.97e+05 19 17 1.97e+05 20(GB9948) 70 mm MPa ?管 设计压力pt 箱 设计温度Tt 圆 材料名称 筒 设计温度下弹性模量 Eh 管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)?h 管箱圆筒有效厚度?he 管箱法兰设计温度下弹性模量 Et 材料名称 设计温度下管子材料许用应力[?]t t设计温度下管子材料屈服应力?s t t ”C MPa mm mm MPa ?换 管子平均温度 tt C 147 220 1.97e+05 1.985e+05 1.128e-05 25 2.5 MPa MPa MPa MPa mm/mmC mm mm ?热 设计温度下管子材料弹性模量 Et平均金属温度下管子材料弹性模量 Et 平均金属温度下管子材料热膨胀系数?t 管子壁厚?t 管 管子外径 d 注：

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管子根数 n 换热管中心距 S 换热管长度 L 管子有效长度(两管板内侧间距) L1 管束模数 Kt = Et na/LDi 管子回转半径 i?0.25d2?(d?2?t)2 322 32 176.7 6000 5880 2744 8.004 420 132.9 52.47 2 mm mm mm mm MPa mm mm MPa 2换 一根管子金属横截面积a???t(d??t) 热 管子受压失稳当量长度lcr 系数Cr =?2Ett/?st 比值 lcr /i ?Et 管子稳定许用压应力 (C??lcr) [?]cr?ri2(lcri)2tlcr) [?]cr??s?1?lcri? ??i2?2Cr? 管 管子稳定许用压应力 (Cr? 材料名称 设计温度 tp t88.29 Q245R 100 133 1.97e+05 4 60 52.7 0 0.4 0.4 MPa ?C 管 设计温度下许用应力???r 设计温度下弹性模量Ep 管板腐蚀裕量 C2 管板输入厚度?n 管板计算厚度 ? 隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad 管板刚度削弱系数 ? Di管子加强系数 K2?1318.?管板和管子连接型式 Etna/EpL?? K = MPa MPa mm mm mm mm mm MPa MPa 2板 管板强度削弱系数 ? 3.451 胀接，开槽 50 4 管板和管子胀接(焊接)高度l 胀接许用拉脱应力 [q] 焊接许用拉脱应力 [q] 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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管 材料名称 管箱法兰厚度 ?f 法兰外径 Df 管程压力操作工况下法兰力Mp 法兰宽度 bf?(Df?Di)/2 比值?f\/Di 系数C(按?h/Di ,?”f/Di , 查<>图25) \旋转刚度 K\?1[2Efbff12Di?bf\Q245R \53 830 8.373e+06 7.039e+06 65 0.02429 0.07571 0.00 0.003339 64.5 Q245R mm mm N?mm N?mm mm MPa 箱 基本法兰力矩 Mm 法 比值?h/Di 兰 系数?”(按?h/Di ,?”f/Di ,查<>图 26) ?2?f\????Eh?\] ?Di???3材料名称 '壳 壳体法兰厚度?f 法兰外径 Df 比值 ?s/Di 系数C, 按?h/Di ,?”f/Di , 查<>图25 '50 830 65 0.008143 0.07143 0.00 0.0003322 mm mm mm MPa N/mm 体 法兰宽度 bf?(Df?Di)/2 法 比值?f'/Di '兰 系数?, 按?h/Di ,?f”/Di , 查<>图26 旋转刚度 K'f'2?'f12Efbf???[12Di?bf?Di????E?'] s??313.77 1.186 法兰外径与内径之比 K?DfDi ~?Kf 旋转刚度无量纲参数 K?f壳体法兰应力系数Y (按 K 查<>表7-9) 11.49 4Kt0.003942 0 膨胀节总体轴向刚度 ?2E2(lcri)2 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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系 管板第一弯矩系数(按K,Kf查<>图 27) m1 系数 ??m1 ~KKf~~0.1312 9.691 2.408 4.469 4.045 0.002777 0.01926 0.1699 2.608 0.5569 2.268e+05 2.856e+05 603 0.5893 0.2509 5.968 9.102 0.8614 0.4783 mm mm mm 22系数(按KtKf查<>图 29) G2 换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 Q?Etna EsAsEtna(EsAs?KexL) 数 换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 Qex?EsAsKexL 管板第二弯矩系数(按K,Q或Qex查<>图28(a)或(b))m2 系数（带膨胀节时Qex代替Q） M1?m1 2K(Q?G2)计 系数 (按K,Q或Qex 查图30) G3 法兰力矩折减系数 ??Kf(Kf?G3) ~管板边缘力矩变化系数 ?M?~~1 \??KfKf算 法兰力矩变化系数 ?Mf??MK fK\f 管 管板开孔后面积 Al = A - 0.25 n?d 2 ~~管板布管区面积 板 (三角形布管) At?0.866nS2?Ad 参 (正方形布管 ) At?nS2?Ad 数 管板布管区当量直径 Dt?4At/? 系数 ??Al/A 系 系数 ??na/Al 数 系数 ?s?0.4?0.6?(1?Q)/? 计 系数(带膨胀节时Qex代替Q) ?t?0.4(1??)?(0.6?Q)/? 算 管板布管区当量直径与壳体内径之比 ?t?Dt/Di

管板周边不布管区无量纲宽度 k = K(1-?t) 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况 (Pt = 0) 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 ?=?t(tt-t0)-?s(ts-t0) 当量压力组合 Pc?Ps ~4Mm 基本法兰力矩系数 Mm???Di3Pa不计温差应力 0.0 0.77 计温差应力 0.0003444 0.77 21.75 0.002425 0.009668 0.09369 0.4665 0.163 0.2547 MPa MPa 有效压力组合 P4.596 a??sPs???Et 0.01148 0.01872 0.1814 0.7322 0.2559 0.2347 管板边缘力矩系数M?Mm?(?M)M1 管板边缘剪力系数 ???M 管板总弯矩系数 m?m1?m2? 1??~~~系数G1e仅用于 m?0时G1e?3m?K 系数G1i 当 m?0时,按K和m 查图31(a)实线 当 m?0时,按K和m 查图31（b） 系数G1 m > 0 ,G1=max(G1e,G1i), m< 0 , G1=G1i 管板径向应力系数 带膨胀节Q为Qex ~0.2559 0.01099 0.02747 0.04295 0.0004037 计算值 许用值 1.5 ???t r199.5 1.5 ???t r199.5 0.5 ???t r66.5 0.2547 0.01012 0.0162 0.03976 -0.001134 计算值 57.24 18.96 许用值 3 ???t r399 3 ???t r399 1.5 ???tr199.5 MPa ?r=1(1??)G1 4Q?G2~管板布管区周边 ?'r=3m(1??) 4K(Q?G2)处径向应力系数 ~管板布管区周边 ?=11?? p4Q?G2处剪切应力系数 壳体法兰力矩系数Mws??Mm?(?Mf)M1 ~~Di? 管板径向应力 ???rP????ra????~213.13 14.88 管板布管区周边处径向应力 Pa??Di????r??????'r~'2?kk2? 1??(2?m)?m2m???MPa ~管板布管区周边剪切应力??Pa??pDt p??3.327 14.58 MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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壳体法兰应力 ?f'??4YMwsPa?(~Di?f') 21.933 -1.186 1.5 ???t r199.5 -25.71 -22.01 3 ???t r399 3 ???t tMPa 换热管轴向应力 ?G?Q?1??t??Pc?2Pa? ??Q?G2?壳程圆筒轴向应力 ??A?(1??)P caAs(Q?G2)???tt 147 441 ???cr 88.29 t????c ???cr 88.29 MPa 14.17 0.05336 160.7 [q] 4 62.07 0.9903 3????c tMPa 482 3[q]焊接 [q]胀接 4 MPa 换热管与管板连接拉脱应力 q =?ta dl?仅有管程压力Pt作用下的危险组合工况 (Ps = 0) 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 ?=?t(tt-t0)-?s(ts-t0) 当量压力组合 Pc??Pt(1??) 有效压力组合 Pa4Mp不计温差应力 0.0 -0.5504 计温差应力 0.0003444 -0.5504 13.15 0.003372 0.003372 0.03268 0.255 0.08913 0.3164 MPa MPa ???tPt???Et -4.005 ??DPa3i~操作情况下法兰力矩系数Mp?-0.01107 -0.01107 -0.1073 -0.3392 0.1186 0.6995 管板边缘力矩系数 M?Mp 管板边缘剪力系数 ???M 管板总弯矩系数 m?~~~m1?m2? 1??系数G1e仅用于 m?0时G1e?3m?K 系数G1i 当 m?0时,按K和m 查图31（a）实线 当 m?0时,按K和m 查31（b) 系数G1 m>0, G1=max(G1e,G1i); m<0 ,G1=G1i 管板径向应力系数 带膨胀节Q为Qex ?r=~0.6995 0.3164 1(1??)G1 4Q?G20.0227 0.01188 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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管板布管区周边 处径向应力系数 管板布管区周边 处剪切应力系数 ? ~'r=3m(1??) 4K(Q?G2)~-0.009618 0.03245 -0.004659 计算值 许用值 1.5 ???t r199.5 ?1.5m?m1??m ?120.008365 0.03754 -0.002204 计算值 40.59 -10.17 许用值 3 ???t r399 3???t r399 1.5 ???tr199.5 3 ???t r399 3 ???t t MPa ?~=11?? p4Q?G2~壳体法兰力矩系数 Mws??Mp?M1 ~Di? 管板径向应力 ???rP????ra????223.63 18.21 管板布管区周边处径向应力 ?r'?Pa??Di??r??????~'2?kk??1??(2?m)? ???m2m?2199.5 0.5 ???t r66.5 1.5 ???t r199.5 MPa ~管板布管区周边剪切应力??Pa??pDt p??-2.191 19.44 8.32 -30.2 MPa MPa 壳体法兰应力?f'?D?~YMwsPa?('i)2 4?f换热管轴向应力 G?Q?? 1??t??Pc?2P???Q?G2a?壳 程圆筒轴向应力 ??A[P??(1??)P] ctaAs(Q?G2) 4.509 ???tt 147 ???cr 88.29 t????c -19.43 441 ???cr 88.29 MPa 4.07 0.2029 60 160.7 [q] 4 mm 48.83 0.8744 3????c t482 3[q]焊接 [q]胀接 4 管板校核通过 MPa ?a换热管与管板连接拉脱应力 q =t dl?计算结果

管板名义厚度?n MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

换热管内压计算 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 ??? t设计温度许用应力 ??? 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 0.44 MPa 100.00 ? C 20.00 mm 20(GB9948) ( 管材 ) 152.00 MPa 147.00 MPa 0.00 mm 0.00 mm 1.00 厚度及重量计算 ? = 2[?]t??P = 0.03 c ?e =?n - C1- C2= 2.50 ?n = 2.50 8.32 压力及应力计算 最大允许工作压力 设计温度下计算应力 ???? 校核条件 结论

t计算单位 安徽理工大学机械工程学院 换热管简图 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 PcDimm mm mm Kg 2?e[?]t? [Pw]= (Di??e)= 32.66667 MPa MPa MPa Pc(Di??e) ? = = 1.98 2?et 147.00 ???? ≥? 换热管内压计算合格 tt全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

换热管外压计算 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料名称 试验温度许用应力 ??? 设计温度许用应力 ??? 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? 计算厚度 有效厚度 名义厚度 外压计算长度 L 外径 Do t计算单位 -0.77 100.00 20.00 152.00 147.00 0.00 0.00 1.00 厚度及重量计算 ? = 0.32 ?e =?n - C1- C2= 2.50 ?n = 2.50 MPa ? C mm MPa MPa mm mm 安徽理工大学机械工程学院 换热管简图 20(GB9948) (管材) mm mm mm mm mm L= 6000.00 Do= Di+2?n = 25.00 3.95 10.00 L/Do Do/?e A 值 B 值 重量 A= 0.0124446 B= 160.38 8.32 压力计算 [P]= BDo/?e kg 许用外压力 结论

= $$155 MPa 换热管外压计算合格 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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管箱法兰计算 设 计 条 件 设计压力 p 计算压力 pc 设计温度 t 轴向外载荷 F 外力矩 M 壳 材料名称 体 许用应力 [?] 法 材料名称 许用 [?]f ttn计算单位 0.440 0.440 100.0 0.0 0.0 Q345R 189.0 Q245R 148.0 133.0 40MnB 196.0 176.0 20.0 17.3 32 MPa MPa mm mm 个 MPa MPa MPa MPa MPa ? C N Nmm .安徽理工大学机械工程学院 简 图 兰 应力 [?]f 材料名称 应力 [?] 螺栓根径 d 1 数量 n tb螺 许用 [?]b 栓 公称直径 d B 垫 结构尺寸 mm 材料类型 压紧面形状 Di Db Le 700.0 790.0 20.0 软垫片 Do D外 LA N 1a,1b 830.0 755.0 19.0 16.5 D内 h m b 722.0 25.0 2.50 7.27 δ0 δ1 12.0 26.0 20.0 740.5 y(MPa) DG 片 b0≤6.4mm b= b0 b0 > 6.4mm b=2.53b0 预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa 操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp 所需螺栓总截面积 Am 实际使用螺栓总截面积 Ab b0≤6.4mm DG= ( D外+D内 )/2 b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b 螺 栓 受 力 计 算 Wa= πbDG y = 338090.0 Wp = Fp + F = 226665.2 Am = max (Ap ,Aa ) = 1724.9 2 = 7516.8 Ab = n?d1N N mm mm 224力 矩 计 算 FD = 0.785Di2pc 操 = 169246.0 = 32.0 = 5415872.0 FG = Fp LG= 0.5 ( Db - DG ) MG= FG LG N mm = 920611.4 作 = 37171.1 = 24.8 FT = F-FD LT=0.5(LA + ?1 + LG ) MT= FT LT N mm = 702324.2 Mp = 20133.5 = 34.9 外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 7038807.5 预紧 N LG = 24.8 mm Ma=W LG = 22431040.0 Ma W = 905687.1 计算力矩 Mo= Mp 与Ma[?]f/[?]f中大者 Mo = 20157624.0 tN LD= L A+ 0.5δ1 mm MD= FD LD Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm Nmm ......全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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螺 栓 间 距 校 核 实际间距 最小间距 最大间距 ??Db= L?n 77.6?Lmin? 46.0 (查GB150-2011表9-3) ?Lmax?146.0 形 状 常 数 确 定 mm mm mm h/ho = 0.3 h0?Di?0?91.65 由K查表9-5得 T=1.845 整体法兰 松式法兰 查图9-7 由 ?1/?o 得 查图9-3和图9-4 查图9-5和图9-6 K = Do/DI = 1.186 Z =5.927 FI=0.87359 FL=0.00000 整体法兰U2 d1?ho?oVI= 553578.4 ???fe?1?1.67 43?1?0? 2.2 U=12.623 e?FIh0?0.00953 Y =11.487 VI=0.30095 VL=0.00000 松式法兰 U2 d1?ho?oVL= 0.0 e?FLh0?0.00000 f = 2.61367 ?3??f?0.3 d1????? = 1.08 ? = ?/T ψ=δf e+1 =1.51 =0.82 剪应力校核 预紧状态 操作状态 应力 性质 轴向 应力 径向 ?R?应力 ?H?fMo2??1Di计 算 值 ?1??2?W?0.00 ?Dil Wp许 用 值 MPa MPa 结 论 ???1?0.8???n ?Dil?0.00 ???2?0.8???tn 许 用 值 输入法兰厚度δf = 53.0 mm时, 法兰应力校核 计 算 值 ? 102.63 结 论 1.5[?]tf =199.5 或 2.5[?]tn =472.5( 按整体法兰设计的MPa t任 意 式法兰, 取1.5[?]n ) MPa MPa MPa 校核合格 (1.33?f?e?1)M0??2fDi? 15.81 [?]tf = 133.0 [?]tf = 133.0 [?]tf = 133.0 校核合格 校核合格 校核合格 校核合格 校核合格 0Y切向 ?T?M?Z?R?24.03 2?fDi 应力 综合 max(0.5(?H??R),0.5(?H??T)) 应力 =63.33 52.14VIMo刚度 J?? 0.374 2系数 ?E?oK1ho法兰校核结果

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