???tnfr——强度削弱系数,fr? ,当fr?1.0???t时取fr?1.0
fr?170/170?1
?—— 焊接接头系数,取? =0.85 A —— 开孔削弱所需的补强面积 B —— 补强有效宽度 Pc —— 计算压力
δ —— 母管开孔处的计算厚度
δe —— 母管开孔处的有效厚度, ?e??n?C?10?2?8mm δδ
et
—— 接管有效厚度, ?et??nt?C?4.5?2?2.5mm —— 接管的计算厚度
t
1)补强和补强方法的判别
δb <540 MPa ,且 δ积法补强。
n
<38mm, d =150mm< Di /2=400mm所以可以用等面
2)开孔所需的补强面积
(1) 设计温度下母管的计算厚度
?c?1.04mm
(3) 母管开孔所需补强面积
3)有效补强范围
(1) 有效宽度,在下式所计算值中取较大的值
A?d??2??et(1?fr)?211?1.04?2?1.04?6?(1?1)?219.44mm2
2d2?150???300 B??????d?2??2?150?2?10?2?4.5179nnt???(2) 有效高度
a.外侧有效高,在下式值中取较小的值
?d?nth1???150?4.5?25.98mm
?接管实际外伸高度b.内侧有效高度,在下式值中取较小的值
?d?nth2???0 (因为接管实际内伸长度为0)
?接管实际内伸高度5)有效补强面积
(2) 母管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积
A1?(B?d)(?e??)?2?et(?e??)(1?fr)?(300?150)?(10?1.04)?2?8?(10?1.04)?(1?1) ?1344mm2因为A1?A ,且通过它的流体的设计温度为110oC。该开孔无须另行补强。 3)接管尺寸?108?4mm的开孔补强计算方式同上。A1?A,所以该开孔无须另行补强。
接管的公称直径
表2.7换热器设计工艺条件接管表
符号 a b c d e f,f2 公称尺寸,mm 25 25 70 80 20 70,100 219 159 用途 排污口 冷凝水出口 二级蒸汽进气口 蒸汽进口 压力计口 蒸汽出口 鱼液进料口 鱼液出料口 p1,2
接管的壁厚确定
由公称直径可以查得相应的接管规格。选得 对于DN32选取?40?4mm接管 对于DN25选取?32?2.5mm接管 对于DN80选取?89?4mm接管 对于DN20选取?25?2mm接管 (3)、接管高度的确定
接管伸出壳体外壁的长度,主要考虑法兰形式,焊接操作条件,螺栓拆卸,有无保温层级保温层厚度等因素决定。一般最短应符合下式计算值:
l?h?h1???15(mm)
式中h为接管法兰厚度,h1为接管法兰的螺母厚度,?为保温层厚度,l为接管安装高度。
常见接管高度为150mm,200mm,250mm,300mm。 选定的接管高度见表2.8 表2.8接管高度
公称直径/mm 接管高度/mm
支座、螺栓、螺母
按JB1165-81《悬挂式支座》选用,公称直径DN=500<800mm,至少安装两个支座。螺栓用钢的使用状态及许用应力按GB150-98的规定。
DN 200 200 DN80 150 DN20 150 储罐设计及计算
由于生产需要,工作介质为鱼液,无害介质,以及容器的使用条件经济性等
考虑选用16MnR。本设计中的筒体按《压力容器与化工设备使用手册》条件进行选取。筒体材料:16MnR
筒体内径:?800mm
查表4-1 ,110℃设计温度下的许用应力 ???C?170MPa
110查表 F1,110℃设计温度下屈服应力???S?311MPa
110查表F5, 110℃金属温度下弹性模量 ES?202.4?103MPa
查表F6, 110℃金属温度下平均线性膨胀系数 aS?11.60?10?6mm/mm·℃ 钢板负偏差C1 =0.25mm 腐蚀裕量 C2?1.0mm 筒体厚度计算
??pcDit2?????pc0.6?8002?170?0.85?0.6
???1.665mm名义厚度计算
?n???C1?C2???3mm
根据GB150-1998 DN=800mm, 取圆筒的最小厚度为10mm,?n?10mm 有效厚度
?e??n?C1?C2?10?0.25?1?8.75mm
压力试验时应力校核 压力试验类型:液压试验
试验压力值(GB150-1998,式3-3):
PT?1.25pC????1.25?0.6?170?0.75MPa
170???t压力试验允许通过的应力水平?T:
?T?PT(Di??e)0.75(800?8.75)??40.78MPa
2?e?2?8.75?0.85???T?0.9??S?0.9?0.85?311?237.9MPa
试验压力下圆筒的应力: 校核条件: ?T????T 合格
压力及应力计算
设计温度下计算应力按下式(GB150-1998,5-2)计算:
?t?pC(Di??e)
2?e?t——设计温度下圆筒的计算应力, Mpa
?e——圆筒的有效厚度,mm
设计温度下圆筒的最大许用工作压力按下式(GB150-1998,5-4)计算:
?t?pC(Di??e)0.6(800?8.75)??27.7MPa
2?e2?8.75?Pw?——圆筒的最大许用工作压力, Mpa
?Pw??2?e?????2?8.75?170?0.85?3.127MPa (Di??e)(800?8.75)t??t????,Pw??Pw?
t???t??170?0.85?144.5MPa
结论:设计的筒体名义厚度大于或等于GB151 中所规定的最小厚度,表示设计合格。
筒体高度按长径比i?H/Di?(1~1.3)进行选取。取i?1.2 筒体高度:H?iDi?1.2?800?960mm 圆整后取H?1000mm
封头设计
封头设计原则上应根据封头在内压作用下的应力分析以及与之相连的筒体
的边缘应力分析进行强度校核。但实际上由于按应力分析进行设计十分复杂,所以规定中对于仅受静载荷的一般封头,仅以运离封头地区的薄膜应力或弯曲应力进行分析加以限制。对于由于各种原因所引起的边缘应力,仅在结构形式上定性