年產(chǎn)6萬(wàn)噸超高分子量PMMA項(xiàng)目設(shè)計(jì)
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過(guò) 程 設(shè) 備 強(qiáng) 度 計(jì) 算 書(shū) SW6-2011
固定管板換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算單位
設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 條 件
殼 程
管 程
設(shè)計(jì)壓力
1.1
MPa
設(shè)計(jì)壓力
0.3125
MPa
設(shè)計(jì)溫度
45
設(shè)計(jì)溫度
380
殼程圓筒內(nèi)徑Di
1400
mm
管箱圓筒內(nèi)徑Di
1400
mm
材料名稱
S31603
材料名稱
S31603
試驗(yàn)壓力
1.375
MPa
試驗(yàn)壓力
0.4
MPa
簡(jiǎn) 圖
計(jì) 算 內(nèi) 容
殼程圓筒校核計(jì)算
前端管箱圓筒校核計(jì)算
前端管箱封頭(平蓋)校核計(jì)算
后端管箱圓筒校核計(jì)算
后端管箱封頭(平蓋)校核計(jì)算
管箱法蘭校核計(jì)算
管板校核計(jì)算
前端管箱筒體計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 150.3-2011
計(jì)算條件
筒體簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 pc
0.31
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
內(nèi)徑 Di
1400.00
mm
材料
S31603 ( 板材 )
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
120.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ReL
180.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.30
mm
腐蝕裕量 C2
2.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
0.85
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = = 2.94
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 10.70
mm
名義厚度
dn = 13.00
mm
重量
471.11
Kg
壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核
壓力試驗(yàn)類型
液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力值
pT = 1.25p = 0.4000 (或由用戶輸入)
MPa
壓力試驗(yàn)允許通過(guò)
的應(yīng)力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
試驗(yàn)壓力下
圓筒的應(yīng)力
sT = = 31.02
MPa
校核條件
sT£ [s]T
校核結(jié)果
合格
壓力及應(yīng)力計(jì)算
最大允許工作壓力
[pw]= = 1.12954
MPa
設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力
st = = 20.60
MPa
[s]tf
74.46
MPa
校核條件
[s]tf ≥st
結(jié)論
合格
前端管箱封頭計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 150.3-2011
計(jì)算條件
橢圓封頭簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 pc
0.31
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
內(nèi)徑 Di
1400.00
mm
曲面深度 hi
350.00
mm
材料
S31603 (板材)
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
120.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.30
mm
腐蝕裕量 C2
2.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
0.85
壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核
壓力試驗(yàn)類型
液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力值
pT = 1.25p= 0.4000 (或由用戶輸入)
MPa
壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力[s]t
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力
sT = = 30.90
MPa
校核條件
sT£ [s]T
校核結(jié)果
合格
厚度及重量計(jì)算
形狀系數(shù)
K = = 1.0000
計(jì)算厚度
dh = = 2.94
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 10.70
mm
最小厚度
dmin = 2.10
mm
名義厚度
dnh = 13.00
mm
結(jié)論
滿足最小厚度要求
重量
225.68
Kg
壓 力 計(jì) 算
最大允許工作壓力
[pw]= = 1.13384
MPa
結(jié)論
合格
后端管箱筒體計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 150.3-2011
計(jì)算條件
筒體簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 pc
0.31
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
內(nèi)徑 Di
1400.00
mm
材料
S31603 ( 板材 )
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
120.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ReL
180.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.30
mm
腐蝕裕量 C2
2.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
0.85
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = = 2.94
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 10.70
mm
名義厚度
dn = 13.00
mm
重量
471.11
Kg
壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核
壓力試驗(yàn)類型
液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力值
pT = 1.25p = 0.4000 (或由用戶輸入)
MPa
壓力試驗(yàn)允許通過(guò)
的應(yīng)力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
試驗(yàn)壓力下
圓筒的應(yīng)力
sT = = 31.02
MPa
校核條件
sT£ [s]T
校核結(jié)果
合格
壓力及應(yīng)力計(jì)算
最大允許工作壓力
[pw]= = 1.12954
MPa
設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力
st = = 20.60
MPa
[s]tf
74.46
MPa
校核條件
[s]tf ≥st
結(jié)論
合格
后端管箱封頭計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 150.3-2011
計(jì)算條件
橢圓封頭簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 pc
0.31
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
內(nèi)徑 Di
1400.00
mm
曲面深度 hi
350.00
mm
材料
S31603 (板材)
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
120.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.30
mm
腐蝕裕量 C2
2.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
0.85
壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核
壓力試驗(yàn)類型
液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力值
pT = 1.25p= 0.4000 (或由用戶輸入)
MPa
壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力[s]t
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力
sT = = 30.90
MPa
校核條件
sT£ [s]T
校核結(jié)果
合格
厚度及重量計(jì)算
形狀系數(shù)
K = = 1.0000
計(jì)算厚度
dh = = 2.94
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 10.70
mm
最小厚度
dmin = 2.10
mm
名義厚度
dnh = 13.00
mm
結(jié)論
滿足最小厚度要求
重量
225.68
Kg
壓 力 計(jì) 算
最大允許工作壓力
[pw]= = 1.13384
MPa
結(jié)論
合格
內(nèi)壓圓筒校核
計(jì)算單位
計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 150.3-2011
計(jì)算條件
筒體簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 pc
1.10
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
45.00
° C
內(nèi)徑 Di
1400.00
mm
材料
S31603 ( 板材 )
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
120.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
120.00
MPa
試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ReL
180.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.30
mm
腐蝕裕量 C2
2.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
0.85
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = = 7.59
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 10.70
mm
名義厚度
dn = 13.00
mm
重量
2717.97
Kg
壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核
壓力試驗(yàn)類型
液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力值
pT = 1.25p = 1.3750 (或由用戶輸入)
MPa
壓力試驗(yàn)允許通過(guò)
的應(yīng)力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ReL = 162.00
MPa
試驗(yàn)壓力下
圓筒的應(yīng)力
sT = = 106.64
MPa
校核條件
sT£ [s]T
校核結(jié)果
合格
壓力及應(yīng)力計(jì)算
最大允許工作壓力
[pw]= = 1.54732
MPa
設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力
st = = 72.51
MPa
[s]tf
102.00
MPa
校核條件
[s]tf ≥st
結(jié)論
合格
延長(zhǎng)部分兼作法蘭固定式管板腐蝕后計(jì)算
設(shè)計(jì)單位
設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 條 件
簡(jiǎn) 圖
殼
程
圓
筒
設(shè)計(jì)壓力 ps
1.1
MPa
設(shè)計(jì)溫度 ts
45
平均金屬溫度 ts
0
裝配溫度 to
20
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力
120
MPa
平均金屬溫度下彈性模量 Es
1.963e+05
MPa
平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)as
1.628e-05
mm/mm
殼程圓筒內(nèi)徑 Di
1400
mm
殼 程 圓 筒 名義厚 度 ds
13
mm
殼 程 圓 筒 有效厚 度 dse
10.7
mm
殼體法蘭設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Ef’
1.931e+05
MPa
殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積 A=0.25 p Di2
1.539e+06
mm2
殼程圓筒金屬橫截面積 As=pds ( Di+ds )
4.742e+04
mm2
殼程端部圓筒
材料名稱
端部圓筒平均金屬溫度下彈性模量 Es
MPa
端部圓筒平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)as
mm/mm
端部圓筒名義厚 度 ds
mm
端部圓筒有效厚 度 dse
mm
兩端部圓筒總長(zhǎng)度
端部圓筒金屬橫截面積 As=pds ( Di+ds )
mm2
管
箱
圓
筒
設(shè)計(jì)壓力pt
0.3125
MPa
設(shè)計(jì)溫度tt
380
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Eh
1.702e+05
MPa
管箱圓筒名義厚度(管箱為高頸法蘭取法蘭頸部大小端平均值)dh
16
mm
管箱圓筒有效厚度dhe
10.7
mm
管箱法蘭設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Et”
1.702e+05
MPa
換
熱
管
材料名稱
S31603
管子平均溫度 tt
0
設(shè)計(jì)溫度下管子材料許用應(yīng)力 [s]tt
87.6
MPa
設(shè)計(jì)溫度下管子材料屈服應(yīng)力sst
97.6
MPa
設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量 Ett
1.702e+05
MPa
注:
換
熱
管
平均金屬溫度下管子材料彈性模量 Etm
1.963e+05
MPa
平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù)at
1.628e-05
mm/mm
管子外徑 d
45
mm
管子壁厚dt
3
mm
管子根數(shù) n
600
根
換熱管中心距 S
48.75
mm
一根管子金屬橫截面積
395.8
mm2
換熱管長(zhǎng)度 L1
5950
mm
管子有效長(zhǎng)度(兩管板內(nèi)側(cè)間距) L
5810
mm
管束模數(shù) Kt = Et na/LDi
5733
MPa
管子回轉(zhuǎn)半徑
14.89
mm
管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度 lcr
1800
mm
系數(shù)Cr =
185.5
比值 lcr /i
120.9
管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 ()
MPa
管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 ()
43.86
MPa
管
板
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度 tp
380
設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力
65.2
MPa
設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Ep
1.702e+05
MPa
管板腐蝕裕量 C2
2
mm
管板輸入厚度dn
70
mm
管板計(jì)算厚度 d
67.7
mm
管板分程處面積 Ad
0
mm2
管板強(qiáng)度削弱系數(shù) h
0.4
管板剛度削弱系數(shù) m
0.4
管子加強(qiáng)系數(shù) K =
6.002
管板和管子連接型式
焊接
管板和管子脹接(焊接)高度l
50
mm
脹接許用拉脫應(yīng)力 [q]
MPa
焊接許用拉脫應(yīng)力 [q]
32.6
MPa
管
箱
法
蘭
材料名稱
S31603
管箱法蘭厚度
72
mm
法蘭外徑
1560
mm
基本法蘭力矩
2.059e+07
N×mm
管程壓力操作工況下法蘭力
2.376e+07
N×mm
法蘭寬度
80
mm
比值
0.007643
比值
0.05143
管箱圓筒殼常數(shù)
0.01485
1/mm
系數(shù)
0.0002155
管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
4.726
MPa
殼
體
法
蘭
材料名稱
S31603
殼體法蘭厚度
60
mm
法蘭外徑
1560
mm
法蘭寬度
80
mm
比值
0.007643
比值
0.04286
殼程圓筒殼常數(shù)
0.01485
1/mm
系數(shù)
0.0001867
殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
4.151
MPa
旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
4.151
MPa
系
數(shù)
計(jì)
算
法蘭外徑與內(nèi)徑之比
1.114
殼體法蘭應(yīng)力系數(shù)Y (按 K 查<>表7-9)
17.93
旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)
0.0005687
膨脹節(jié)波峰處內(nèi)直徑
mm
系數(shù)
膨脹節(jié)總體軸向剛度 Kex
N/mm
系
數(shù)
計(jì)
算
管板第一彎矩系數(shù) (按,查<>圖7-12)
0.1065
系數(shù)
31.23
系數(shù) (按,查<>圖 7-13)
4.209
換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比
5.008
換熱管束與殼體剛度之比
5.008
管板第二彎矩系數(shù) (按K,查<< GB/T151-2014>>圖7-14(a)或(b))
3.107
系數(shù)
0.0009633
系數(shù) (按K,Qex 查<>圖7-15)
0.004071
法蘭力矩折減系數(shù)
0.1226
管板邊緣力矩變化系數(shù)
0.9991
法蘭力矩變化系數(shù)
0.8776
管
管板開(kāi)孔后面積 Al = A - 0.25 npd 2
5.851e+05
mm2
板
參
管板布管區(qū)面積 (三角形布管)
(正方形布管)
1.235e+06
mm2
數(shù)
管板布管區(qū)當(dāng)量直徑
1254
mm
系數(shù)
0.3801
系
系數(shù)
0.4059
數(shù)
系數(shù)
9.884
計(jì)
系數(shù)
15.32
算
管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與殼體內(nèi)徑之比
0.8957
管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度 k = K(1-rt)
0.6262
僅有殼程壓力Ps作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Pt = 0)
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 g = at(tt-to)-as(ts-to)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
1.1
1.1
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
10.87
10.87
MPa
基本法蘭力矩系數(shù)
0.002311
0.002311
管板邊緣力矩系數(shù)
0.003274
0.003274
管板邊緣剪力系數(shù)
0.1022
0.1022
管板總彎矩系數(shù)
0.3848
0.3848
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
0.1539
0.1539
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.2687
-0.2687
管板徑向彎矩系數(shù)
-0.2687
-0.2687
系數(shù)
-0.1344
-0.1344
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
-0.004018
-0.004018
管板布管區(qū)周邊
處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.02989
0.02989
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.0005621
-0.0005621
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
17.75
1.5 =
97.8
17.75
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
5.721
0.5 =
32.6
5.721
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
-17.81
1.5 =
97.8
-17.81
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
-8.035
=
87.6
=
43.86
-8.035
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸向應(yīng)力
16.04
=
102
16.04
=
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力 q =
0.4499
[q]=
32.6
0.4499
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
僅有管程壓力Pt作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Ps = 0)
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差
=(t-t)-(t-t)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
-0.4393
-0.4393
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
-4.787
-4.787
MPa
操作情況下法蘭力矩系數(shù)
-0.00606
-0.00606
管板邊緣力矩系數(shù)
-0.00606
-0.00606
管板邊緣剪力系數(shù)
-0.1892
-0.1892
管板總彎矩系數(shù)
-0.5939
-0.5939
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.9364
-0.9364
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
0.7726
0.7726
管板徑向彎矩系數(shù)
0.7726
0.7726
系數(shù)
0.3865
0.3865
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
0.008498
0.008498
管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.02199
0.02199
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.001706
-0.001706
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
16.53
1.5 =
97.8
16.53
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
-1.853
0.5 =
32.6
-1.853
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
23.8
1.5 =
97.8
23.8
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
5.515
=
87.6
=
43.86
5.515
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸 向 應(yīng) 力
4.95
102
4.95
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力
q =
0.3089
[q]=
32.6
0.3089
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
考慮殼程和管程壓力同時(shí)作用下的危險(xiǎn)組合工況
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼體熱膨脹變形差
=(t-t)-(t-t)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
0.6607
0.6607
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
6.086
6.086
MPa
基本法蘭力矩系數(shù)
0.004129
0.004129
操作情況下法蘭力矩系數(shù)
0.005729
0.005729
管板邊緣力矩系數(shù)=
Max[]
0.005091
0.005091
管板邊緣剪力系數(shù)
0.159
0.159
管板總彎矩系數(shù)
0.5181
0.5181
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
0.2072
0.2072
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.2157
-0.2157
管板徑向彎矩系數(shù)
-0.2237
-0.2237
系數(shù)
-0.1119
-0.1119
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
-0.003486
-0.003486
管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.03143
0.03143
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.0003791
-0.0003791
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
8.623
1.5 =
97.8
8.623
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
3.367
0.5 =
32.6
3.367
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
-6.723
1.5 =
97.8
-6.723
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
-4.007
=
87.6
=
43.86
-4.007
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸向應(yīng)力
19.59
=
102
19.59
=
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力
q =
0.2198
[q]=
32.6
0.2198
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
計(jì)算結(jié)果
管板名義厚度
70
mm
管板校核通過(guò)
直管換熱管內(nèi)壓計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算條件
換熱管簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 Pc
0.31
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
外徑 Do
45.00
mm
材料
S31603 ( 管材 )
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
117.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
負(fù)偏差 C1
0.00
mm
腐蝕裕量 C2
0.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
1.00
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = = 0.08
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 3.00
mm
名義厚度
dn = 3.00
mm
重量
18.49
Kg
壓力及應(yīng)力計(jì)算
最大允許工作壓力
[Pw]= = 12.51429
MPa
設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力
st = = 2.19
MPa
[s]tf
87.60
MPa
校核條件
[s]tf ≥st
結(jié)論
直管換熱管內(nèi)壓計(jì)算合格
直管換熱管外壓計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算條件
換熱管簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 Pc
-1.10
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.00
° C
外徑 D0
45.00
mm
材料名稱
S31603 (管材)
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
117.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
87.60
MPa
負(fù)偏差 C1
0.00
mm
腐蝕裕量 C2
0.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
1.00
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = 1.14
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 3.00
mm
名義厚度
dn = 3.00
mm
外壓計(jì)算長(zhǎng)度 L
L= 5950.00
mm
外徑 Do
Do= 45.00
mm
L/Do
132.22
Do/de
15.00
A 值
A= 0.0053842
B 值
B= 60.68
MPa
重量
18.49
kg
壓力計(jì)算
許用外壓力
當(dāng)時(shí), =
5.30936
MPa
當(dāng)時(shí),
=
結(jié)論
換熱管外壓計(jì)算合格
直管換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)算
計(jì)算單位
計(jì)算條件
換熱管簡(jiǎn)圖
計(jì)算壓力 Pc
-1.38
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
20.00
° C
外徑 D0
45.00
mm
材料名稱
S31603 (管材)
試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]
117.00
MPa
設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t
117.00
MPa
負(fù)偏差 C1
0.00
mm
腐蝕裕量 C2
0.00
mm
焊接接頭系數(shù) f
1.00
厚度及重量計(jì)算
計(jì)算厚度
d = 0.82
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 3.00
mm
名義厚度
dn = 3.00
mm
外壓計(jì)算長(zhǎng)度 L
L= 5950.00
mm
外徑 Do
Do= 45.00
mm
L/Do
132.22
Do/de
15.00
A 值
A= 0.0053842
B 值
B= 117.82
MPa
重量
18.49
kg
壓力計(jì)算
許用外壓力
當(dāng)時(shí), =
10.30917
MPa
當(dāng)時(shí),
=
結(jié)論
換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)算合格
延長(zhǎng)部分兼作法蘭固定式管板腐蝕前計(jì)算
設(shè)計(jì)單位
設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 條 件
簡(jiǎn) 圖
殼
程
圓
筒
設(shè)計(jì)壓力 ps
1.1
MPa
設(shè)計(jì)溫度 ts
45
平均金屬溫度 ts
0
裝配溫度 to
20
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力
120
MPa
平均金屬溫度下彈性模量 Es
1.963e+05
MPa
平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)as
1.628e-05
mm/mm
殼程圓筒內(nèi)徑 Di
1400
mm
殼 程 圓 筒 名義厚 度 ds
13
mm
殼 程 圓 筒 有效厚 度 dse
12.7
mm
殼體法蘭設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Ef’
1.931e+05
MPa
殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積 A=0.25 p Di2
1.539e+06
mm2
殼程圓筒金屬橫截面積 As=pds ( Di+ds )
5.636e+04
mm2
殼程端部圓筒
材料名稱
端部圓筒平均金屬溫度下彈性模量 Es
MPa
端部圓筒平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)as
mm/mm
端部圓筒名義厚 度 ds
mm
端部圓筒有效厚 度 dse
mm
兩端部圓筒總長(zhǎng)度
端部圓筒金屬橫截面積 As=pds ( Di+ds )
mm2
管
箱
圓
筒
設(shè)計(jì)壓力pt
0.3125
MPa
設(shè)計(jì)溫度tt
380
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Eh
1.702e+05
MPa
管箱圓筒名義厚度(管箱為高頸法蘭取法蘭頸部大小端平均值)dh
16
mm
管箱圓筒有效厚度dhe
12.7
mm
管箱法蘭設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Et”
1.702e+05
MPa
換
熱
管
材料名稱
S31603
管子平均溫度 tt
0
設(shè)計(jì)溫度下管子材料許用應(yīng)力 [s]tt
87.6
MPa
設(shè)計(jì)溫度下管子材料屈服應(yīng)力sst
97.6
MPa
設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量 Ett
1.702e+05
MPa
注:
換
熱
管
平均金屬溫度下管子材料彈性模量 Etm
1.963e+05
MPa
平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù)at
1.628e-05
mm/mm
管子外徑 d
45
mm
管子壁厚dt
3
mm
管子根數(shù) n
600
根
換熱管中心距 S
48.75
mm
一根管子金屬橫截面積
395.8
mm2
換熱管長(zhǎng)度 L1
5950
mm
管子有效長(zhǎng)度(兩管板內(nèi)側(cè)間距) L
5810
mm
管束模數(shù) Kt = Et na/LDi
5733
MPa
管子回轉(zhuǎn)半徑
14.89
mm
管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度 lcr
1800
mm
系數(shù)Cr =
185.5
比值 lcr /i
120.9
管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 ()
MPa
管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 ()
43.86
MPa
管
板
材料名稱
S31603
設(shè)計(jì)溫度 tp
380
設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力
65.2
MPa
設(shè)計(jì)溫度下彈性模量 Ep
1.702e+05
MPa
管板腐蝕裕量 C2
0
mm
管板輸入厚度dn
70
mm
管板計(jì)算厚度 d
69.7
mm
管板分程處面積 Ad
0
mm2
管板強(qiáng)度削弱系數(shù) h
0.4
管板剛度削弱系數(shù) m
0.4
管子加強(qiáng)系數(shù) K =
5.872
管板和管子連接型式
焊接
管板和管子脹接(焊接)高度l
50
mm
脹接許用拉脫應(yīng)力 [q]
MPa
焊接許用拉脫應(yīng)力 [q]
32.6
MPa
管
箱
法
蘭
材料名稱
S31603
管箱法蘭厚度
72
mm
法蘭外徑
1560
mm
基本法蘭力矩
2.059e+07
N×mm
管程壓力操作工況下法蘭力
2.376e+07
N×mm
法蘭寬度
80
mm
比值
0.009071
比值
0.05143
管箱圓筒殼常數(shù)
0.01363
1/mm
系數(shù)
0.0003085
管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
6.045
MPa
殼
體
法
蘭
材料名稱
S31603
殼體法蘭厚度
60
mm
法蘭外徑
1560
mm
法蘭寬度
80
mm
比值
0.009071
比值
0.04286
殼程圓筒殼常數(shù)
0.01363
1/mm
系數(shù)
0.0002696
殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
5.507
MPa
旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)
5.507
MPa
系
數(shù)
計(jì)
算
法蘭外徑與內(nèi)徑之比
1.114
殼體法蘭應(yīng)力系數(shù)Y (按 K 查<>表7-9)
17.93
旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)
0.0007544
膨脹節(jié)波峰處內(nèi)直徑
mm
系數(shù)
膨脹節(jié)總體軸向剛度 Kex
N/mm
系
數(shù)
計(jì)
算
管板第一彎矩系數(shù) (按,查<>圖7-12)
0.1276
系數(shù)
28.82
系數(shù) (按,查<>圖 7-13)
4.06
換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比
4.214
換熱管束與殼體剛度之比
4.214
管板第二彎矩系數(shù) (按K,查<< GB/T151-2014>>圖7-14(a)或(b))
2.88
系數(shù)
0.001314
系數(shù) (按K,Qex 查<>圖7-15)
0.004445
法蘭力矩折減系數(shù)
0.1451
管板邊緣力矩變化系數(shù)
0.9469
法蘭力矩變化系數(shù)
0.8626
管
管板開(kāi)孔后面積 Al = A - 0.25 npd 2
5.851e+05
mm2
板
參
管板布管區(qū)面積 (三角形布管)
(正方形布管)
1.235e+06
mm2
數(shù)
管板布管區(qū)當(dāng)量直徑
1254
mm
系數(shù)
0.3801
系
系數(shù)
0.4059
數(shù)
系數(shù)
8.63
計(jì)
系數(shù)
13.23
算
管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與殼體內(nèi)徑之比
0.8957
管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度 k = K(1-rt)
0.6127
僅有殼程壓力Ps作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Pt = 0)
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 g = at(tt-to)-as(ts-to)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
1.1
1.1
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
9.493
9.493
MPa
基本法蘭力矩系數(shù)
0.002647
0.002647
管板邊緣力矩系數(shù)
0.003891
0.003891
管板邊緣剪力系數(shù)
0.1122
0.1122
管板總彎矩系數(shù)
0.4052
0.4052
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
0.1621
0.1621
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.2594
-0.2594
管板徑向彎矩系數(shù)
-0.2594
-0.2594
系數(shù)
-0.1326
-0.1326
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
-0.004457
-0.004457
管板布管區(qū)周邊
處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.0336
0.0336
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.0007494
-0.0007494
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
16.22
1.5 =
97.8
16.22
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
5.453
0.5 =
32.6
5.453
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
-20.73
1.5 =
97.8
-20.73
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
-7.431
=
87.6
=
43.86
-7.431
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸向應(yīng)力
13.25
=
102
13.25
=
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力 q =
0.4161
[q]=
32.6
0.4161
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
僅有管程壓力Pt作用下的危險(xiǎn)組合工況 (Ps = 0)
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差
=(t-t)-(t-t)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
-0.4393
-0.4393
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
-4.133
-4.133
MPa
操作情況下法蘭力矩系數(shù)
-0.007018
-0.007018
管板邊緣力矩系數(shù)
-0.007018
-0.007018
管板邊緣剪力系數(shù)
-0.2023
-0.2023
管板總彎矩系數(shù)
-0.5705
-0.5705
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.9131
-0.9131
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.195
-0.195
管板徑向彎矩系數(shù)
-0.195
-0.195
系數(shù)
-0.09966
-0.09966
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
-0.002402
-0.002402
管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.0241
0.0241
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.002332
-0.002332
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
3.806
1.5 =
97.8
3.806
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
-1.703
0.5 =
32.6
-1.703
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
28.09
1.5 =
97.8
28.09
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
4.964
=
87.6
=
43.86
4.964
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸 向 應(yīng) 力
4.398
102
4.398
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力
q =
0.278
[q]=
32.6
0.278
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
考慮殼程和管程壓力同時(shí)作用下的危險(xiǎn)組合工況
不計(jì)溫差應(yīng)力
計(jì)溫差應(yīng)力
換熱管與殼體熱膨脹變形差
=(t-t)-(t-t)
0.0
0
當(dāng)量壓力組合
0.6607
0.6607
MPa
有效壓力組合
(直管)
(波紋管)
5.36
5.36
MPa
基本法蘭力矩系數(shù)
0.004689
0.004689
操作情況下法蘭力矩系數(shù)
0.006657
0.006657
管板邊緣力矩系數(shù)=
Max[]
0.005933
0.005933
管板邊緣剪力系數(shù)
0.171
0.171
管板總彎矩系數(shù)
0.5296
0.5296
管板布管區(qū)周邊徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
0.2118
0.2118
管板布管區(qū)最大徑向彎矩系數(shù)系數(shù)
-0.2113
-0.2113
管板徑向彎矩系數(shù)
-0.2219
-0.2219
系數(shù)
-0.1134
-0.1134
管板徑向應(yīng)力系數(shù)
=
-0.003962
-0.003962
管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)
=
0.03538
0.03538
殼體法蘭力矩系數(shù)
-0.0005287
-0.0005287
計(jì)算值
許用值
計(jì)算值
許用值
管板徑向應(yīng)力
8.14
1.5 =
97.8
8.14
3 =
195.6
MPa
管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力
3.242
0.5 =
32.6
3.242
1.5 =
97.8
MPa
殼體法蘭應(yīng)力
-8.258
1.5 =
97.8
-8.258
3 =
195.6
MPa
換熱管軸向應(yīng)力
-3.803
=
87.6
=
43.86
-3.803
3 =
262.8
=
52.64
MPa
殼程圓筒軸向應(yīng)力
16.41
=
102
16.41
=
306
MPa
換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力
q =
0.2073
[q]=
32.6
0.2073
3[q]焊接
[q]脹接
97.8
MPa
計(jì)算結(jié)果
管板名義厚度
70
mm
管板校核通過(guò)
管箱法蘭計(jì)算
計(jì)算單位
設(shè) 計(jì) 條 件
簡(jiǎn) 圖
設(shè)計(jì)壓力 p
0.312
MPa
計(jì)算壓力 pc
0.312
MPa
設(shè)計(jì)溫度 t
380.0
° C
軸向外載荷 F
0.0
N
外力矩 M
0.0
N.mm
殼
材料名稱
S31603
體
許用應(yīng)力
87.6
MPa
法
材料名稱
S31603
許用
[s]f
120.0
MPa
蘭
應(yīng)力
[s]tf
65.2
MPa
螺
栓
材料名稱
40MnB
許用
[s]b
212.0
MPa
應(yīng)力
[s]tb
206.2
MPa
公稱直徑 d B
24.0
mm
螺栓根徑 d 1
20.8
mm
數(shù)量 n
40
個(gè)
材料名稱
合成橡膠(肖氏硬度≥75)
Di
1400.0
Do
1560.0
墊
結(jié)構(gòu)尺寸
Db
1515.0
D外
1460.0
D內(nèi)
1400.0
δ0
16.0
mm
Le
22.5
LA
31.5
h
10.0
δ1
26.0
N(mm)
30.0
m
1.00
y(MPa)
1.4
壓緊面形狀
1a,1b
b
9.80
DG
1440.4
墊片厚度 (mm)
分程隔板墊片面積(mm2)
0.00
片
b0≤6.4mm b= b0
b0≤6.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2
b0 > 6.4mm b=2.53
b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b
螺 栓 受 力 計(jì) 算
預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa
Wa= πbDG y = 62076.6
N
操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wp
Wp = Fp + F = 536935.0
N
所需螺栓總截面積 Am
Am = max (Ap ,Aa ) = 2603.3
mm2
實(shí)際使用螺栓總截面積 Ab
Ab = = 13529.1
mm2
力 矩 計(jì) 算
操
FD = 0.785pc
= 480812.5
N
LD= L A+ 0.5δ1
收藏
編號(hào):233735536
類型:共享資源
大?。?span id="ll537hz" class="font-tahoma">143.95MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2023-10-13
45
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
年產(chǎn)
超高
分子量
PMMA
項(xiàng)目
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
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