DN1000一分加热器的结构设计+CAD图纸 第2页
3.2.2换热管稳定许用应力
换热管回转半径i= =3.75mm
换热管受压失稳当量长度 Lcr=300mm
换热管材料在设计温度下的屈服点[σ ] =165MPa
换热管材料在换热管平均金属温度下的弹性模量E =186000MPa
系数 Cr=π =π =149 L /i=300/3.75=80＜Cr
换热管稳定许用应力[σ]cr= = =60.4MPa
3.2.3 参数和系数计算
壳体圆筒内径面积 A = ×1000 =785000mm
壳体圆筒金属横截面积As=πδs(Di+δs)=3.14×12×(1000+12)=38132 mm
换热管金属横截面积na=nπδt(do-δt)=650×3.14×2.5×(25-2.5)=114806 mm
换热管有效长度 L=4500-2×57=4386mm
管束模数Kt= 4868MPa
管板材料在管板设计温度下的弹性模量 E = 196000MPa
管板强度削弱系数 η=0.4
热管加强系数K=
=4.912无耻悲鄙下流的网^学^网总是抄优|文'论.文~网
沿隔板槽一侧的排管根数,n′=27
隔板槽两侧相邻管中心距,Sn=44mm
布管区内未被换热管支撑的面积,对于三角形排列
Ad= n′S(Sn-0.866S)=27毕业论文
http://www.youerw.com ×650×32 +15115=591524 mm
管板步管区当量直径 Dt= mm
系数 ρt= Dt/Di=868/1000=0.868
管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1-ρ )=4.912×(1-0.868)=0.648
法兰外径 Df=1195mm
法兰宽度 b =(Df-Di)/2=(1195-1000)/2=97.5mm
管箱法兰厚度 δ 〞=68mm 法兰颈部大端厚度 δ =32mm
法兰颈部小端厚度 δ =20mm 管箱圆筒厚度 δ =12mm
管箱法兰材料在管程设计温度下的弹性模量 E =196000MPa
δ /Di=0.0014 δ 〞/Di=0.0068
查GB151图9-56得 ω〞=0.00001
管箱旋转刚度
K 〞= =7.46
取壳体法兰厚度 δ 〞=63-4-2-3=54mm
壳体厚度 δs=12mm
壳体材料在平均金属温度下的弹性模量Es=191685MPa
δs/Di=12/1000=0.012 δ 〞/Di=54/1000=0.054
查GB151图9-56得ωˊ=0.00065
壳体旋转刚度
Kfˊ = =13.9
旋转刚度无量纲参数
0.0023
管板开孔后面积
A1=A-nπdo /4=785000-650×3.14×25 /4=466093mm
λ=A1/A=466093/785000=0.594
Q=E n /E A =189600×114806/191685×38132=2.978
β= n /A1=114806/466093=0.246
= =0.4+0.6/0.594+0.6×2.978/0.594=4.42
= =0.4+0.6/0.594+2.978/0.594+0.4×0.246=6.52
按K=4.912 查GB151图9-58得m1=0.18 查图9-59得G2=3.6
ψ=m1/K =0.18/4.912×0.0023=15.93
M1= = =0.0028
按K=4.912 Q=2.978 查GB151图9-61得m2=2.65 查GB151图9-60得G3=0.72
ε= 0.0023/（0.0023+0.072）=0.03
=0.528 0.98
（a）第一种计算工况（壳程压力作用下无温差的工况）Ps=1.43MPa Pt=0.0MPa 不记入热膨胀差。
γ=0.0, =0.0
当量组合压力 Pc=Ps-Pt(1+β)=1.43MPa
有效压力组合 Pa= Ps- Pt+βγEtt =4.42×1.43=6.32
基本法兰力矩系数 m= 0.04
管板边缘力矩系数 = m+ 0.04+0.528×0.0028=0.042
管板边缘剪切系数υ=ψ =15.93×0.042=0.66
管板总弯矩系数 1.16
G1e= 0.284
毕业论文
http://www.youerw.com管板布管区周边剪切应力系数 0.063
管板径向应力系数 0.072
管板布管区周边处径向应力系数 0.045
壳体法兰力矩系数 -0.0015
管板径向应力 2= 2=170.3MPa
管板材料在设计温度下的许用应力=135MPa
σr≤1.5[σ]pt =1.5×135=202.5MPa 合格
管板布管区周边处径向应力
2无耻悲鄙下流的网^学^网总是抄优|文'论.文~网
= 2
=51.8MPa
σrˊ≤1.5[σ]pt =202.5MPa 合格
管板布管区周边剪切应力τp= = 8.1MPa
τp≤0.5[σ]pt =0.5×135=67.5MPa 合格
壳体法兰应力
2= =-16.3MPa
σf≤1.5[σ]ft=1.5×135=202.5MPa 合格
壳体圆筒轴向应力 =19.5MPa
σc≤φ[σ]ct=0.85×170=144.5MPa 合格
换热管轴向应力t=
=-0.89MPa σt≤1.0[σ]tt=1.0×101=101MPa 合格
换热管与管板连接拉脱力q=
q≤0.5[σ]tt =0.5×101=50.5MPa 合格
结论:第一种计算工况全部应力合格。经计算其余三种工况也满足要求。
第四章 管束的振动计算及防振设计
假设水蒸气流量为 30000 , 密度为 =15kg/ ,尿液的密度为 1020
4.1 计算横流速度
计算各排换热管之间的总间隙量 ,其中第优排换热管的总间隙量 最小
= =2× +28×B=2×40.5+27×7=270mm
进,出口处的横流速度 =
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