青海大学本科毕业设计：浮头式换热器设计
压力试验允许通过的应力水平
???T?0.90??s ?s = 345MPa
试验压力下圆筒的应力
1.625?(800?6)?T = pT.(Di??e) = = 109.1MPa
2?6?1.002?e.?0.90??s =0.9?1.00?345=310.5MPa
校核条件 : ?T?0.90??s
校核结果 : 合格
3.4 前端管箱封头计算[7]
3.4.1设计条件
计算压力 Pc = 1MPa 设计温度 t=200? C 选用标准椭圆形封头 K=1 内径 Di =700mm 曲面高度 hi =125mm 直边高度 h=25mm 试验温度许用应力 ???=170MPa
设计温度许用应力 ???t =170 MPa 试验温度下屈服点 ?s =345MPa 钢板负偏差 C1 =0.6mm 腐蚀裕量 C2 =2.00mm 焊接接头系数 ?=1.00
材料 16MnR(热轧) ( 板材)
3.4.2厚度及重量计算
计算厚度 ? = 2[?]t??0.5P = 3.2mm
c名义厚度: ?n =? + C1+ C2+?=8mm 有效厚度: ?e= ?n -C1- C2 =6mm 重量: 20Kg 结论 满足最小厚度要求
KPcDi14 青海大学化工机械系
结构计算和强度校核
3.4.3压力计算[8]
2[?]t??e最大允许工作压力: [Pw]= KDi?0.5?e= 3.5MPa
知 P<[Pw] 结 论: 合格
3.4.4水压实验
0.90??s =0.9?1.00?345=310.5MPa PT = 1.25P
[?][?]t = 1.25?1?1.00=1.25MPa
1.25?(700?6) ?T = pT.(Di??e) == 73.54MPa
2?6?1.002?e.? 校核条件 : ?T?0.90??s
校核结果 : 合格 椭圆封头标准 JB/1154-84
公称直径Dg/mm 曲面高度mm 直边高度mm 700 125 25 3.5后端管箱筒体计算
3.5.1设计条件[9]
计算压力 Pc = 1.3MPa 设计温度 t=200? C 内径 Di =800mm 管箱长度 l=150mm
试验温度许用应力 ???=113MPa 设计温度许用应力 ???t =100 MPa 试验温度下屈服点 ?s =235MPa
钢板负偏差 C1 =0.6mm 腐蚀裕量 C2 =2mm 焊接接头系数 ?=1.00
材料 Q235-B ( 板材 )
3.5.2厚度及重量计算
计算厚度: ? = 2[?]t??P = 5.23mm
c青海大学化工机械系
15 PcDi青海大学本科毕业设计：浮头式换热器设计
名义厚度 ?n =? + C1+ C2+?=8mm 有效厚度: ?e= ?n -C1- C2 =5.4mm 重量: 20.15Kg 结论 满足最小厚度要求
3.5.3压力试验时应力校核
压力试验类型: 液压试验
试验压力值: PT = 1.25P 压力试验允许通过的应力水平
???T?0.9??s
[?][?]t = 1.84MPa
?s = 235MPa
试验压力下圆筒的应力 ?T= pT.(Di??e) = 137.2MPa
2?e.? 0.90??s=0.9?1.00?235=211.5MPa
校核条件 : ?T?0.90??s 校核结果 : 合格
3.6后端管箱封头计算
3.6.1设计条件
计算压力 Pc = 1MPa 设计温度 t=200? C 内径 Di =800mm 曲面高度 hi =25mm 试验温度许用应力 ???=113MPa
设计温度许用应力 ???t =100 MPa 试验温度下屈服点 ?s =325MPa 钢板负偏差 C1 =0.6mm 腐蚀裕量 C2 =2mm 焊接接头系数 ?=1.00
材料 16MnR(热轧) ( 板材)
3.6.2厚度及重量计算
形状系数 K = 1.00
16 青海大学化工机械系
结构计算和强度校核
计算厚度 ? = 2[?]t??0.5P = 4.01mm
c名义厚度 ?n =? + C1+ C2+?=8mm 有效厚度: ?e= ?n -C1- C2 =5.4mm 重量: 28.3Kg
KPcDi3.6.3压力计算
2[?]t??eKDi?0.5?e最大允许工作压力: [Pw]= 知P<[Pw] 结 论: 合格
= 1.35MPa
3.6.4压力试验时应力校核
压力试验类型: 液压试验
试验压力值: PT = 1.25P 压力试验允许通过的应力水平
???T? 0.90??s
[?][?]t = 1.41MPa
?s = 235MPa
试验压力下圆筒的应力 ?T= pT.(Di??e) = 105.15MPa
2?e.? 0.90??s=0.9?1.00?235=211.5MPa
校核条件 : ?T?0.90??s 校核结果 : 合格 椭圆封头标准 JB/1154-84
公称直径Dg/mm 曲面高度mm 直边高度mm 800 150 25 3.7接管及其法兰计算
3.7.1筒体进料及出料接管计算
换热管中流体的接管直径可按下式计算
d=4Vs ?u式中： Vs流体的体积流量m3/s
u流体在接管中的流量m/s
对液体： u=1.5~2.0m/s
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17 青海大学本科毕业设计：浮头式换热器设计
取接管中原油的流速为u=1.8m/s 则
d=4?167944Vs==0.063m 3.14?1.8?3600?830?u?故选用?73?8mm 热扎无缝钢管 材料 20# 查附录7-3 选凸面板式平焊钢制法兰 PNMPa 1.0
法兰厚度 螺栓数量 螺栓孔直径 20mm 4 18mm M16 螺栓数量 选用石棉橡胶板 127mm 76mm 2mm 垫片外径 垫片内径 垫片厚度 73mm 75mm 管子外径A 法兰内径B 密封面厚度 f 3mm 法兰外径 D 185mm 螺栓中心直径K 145mm 密封面直径d 120mm 3.7.2管箱进料及出料接管计算
取 u=1.5m/s 则 d=4?400004Vs==0.075mm 3.14?1.5?3600?795?u?故取?89?8mm 无缝热轧钢管 材料16MnR 查附录7-3 选凸面板式平焊钢制法兰 PNMPa 1.6 管子外径A 89mm 91mm 法兰内径B 密封面厚度 f 3mm
法兰厚度 螺栓数量 螺栓孔直径 24mm 8 18mm M16 螺栓数量 选用石棉橡胶板 142mm 89mm 2mm 垫片外径 垫片内径 垫片厚度 法兰外径 D 190mm 螺栓中心直径K 145mm 密封面直径d 120mm 3.7.3法兰厚度计算 垫片尺寸 材料类型 橡胶石棉板 垫片外径D 512mm 压紧面形状 1a 垫片内径d 488mm 垫片厚度? 3mm m 2.00 y 11MPa N=512-488=24mm b0 =
N=12mm>6.4mm 218 青海大学化工机械系