111kW水冷式管殼冷凝器_設(shè)計說明書

1、課程設(shè)計課程名稱熱交換器課程設(shè)計題目名稱 111kW 水冷式冷凝器學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2012年07月05日課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的內(nèi)容設(shè)計一臺冷庫用冷凝器。冷凝器熱負荷 Qk=111kW冷凝溫度tk = 40C,制 冷劑為R22冷卻水進出口溫度分別為：進口溫度t2 = 32C,出口溫度t2 = 36C。二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1）學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立完成設(shè)計。2）換熱器設(shè)計要結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計計算正確。3）圖紙要求：圖面整潔、布局合理，線條粗細分明，符號國家標準，尺寸標 注規(guī)范，用計算機繪圖。4）說明書要求：文字要求：文字通順，語言流暢，書寫工整，層次分明，用計算機打印。格

2、式要求：（1）課程設(shè)計封面；（2）任務(wù)書；（3）摘要；（4）目錄；（5）正文，包括 設(shè)計的主要參數(shù)、熱力計算、傳熱計算、換熱器結(jié)構(gòu)尺寸計算布置及阻力 計算等設(shè)計過程；對所設(shè)計的換熱器總體結(jié)構(gòu)的討論分析；心得體會等；（6）參考文獻三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1）按照設(shè)計計算結(jié)果，編寫詳細設(shè)計說明書 1份;2）繪制換熱器的裝配圖1張，拆畫零件圖12張四、課程設(shè)計進程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期1學(xué)生分組；布置任務(wù)；根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)的 原始資料，并選定熱交換器的型式等。指定教至6.252進行換熱器設(shè)計計算（包括傳熱計算、結(jié)構(gòu)計算、 流動阻力計算和強度計算等）宿舍6.26-6.283編寫設(shè)計說明

3、書（嚴格按照廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè) 計說明書撰寫規(guī)范編寫）宿舍6.29-6.304繪制換熱器裝配圖1張；拆畫零件圖12張宿舍7.0-7.55設(shè)計答辯及成績評定扌曰定教至7.6-7.6五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻1 吳業(yè)正制冷原理及設(shè)備（第2版）M.西安：西安交通大學(xué)出版社，1998.2 吳業(yè)正.小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)M.北京：機械工業(yè)出版社，1999.3 史美中,王中錚.熱交換器原理與設(shè)計M.南京：東南大學(xué)出版社，2003.4 余建祖.換熱器原理與設(shè)計M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006. 楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006. 中華人民共和國國家標準一管殼式換

4、熱器（GB15J 1999）.7其它設(shè)計資料：包括各種換熱器設(shè)計標準、制冷工程設(shè)計手冊、制冷設(shè)備手 冊、制冷機工藝等相關(guān)資料.發(fā)出任務(wù)書日期：2012年6月25日指導(dǎo)教師簽名:計劃完成日期：2012年7月06日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章:主管院長簽章:設(shè)計總說明本課程設(shè)計是設(shè)計一個熱負荷為111kW的水冷式管殼冷凝器。本課程設(shè)計是在給定冷凝器換熱量Qk 111kW，制冷劑為R22,冷凝溫度tk = 40C,冷卻水進口溫度t2 = 32E，冷卻水出口溫度t2 = 36T，假定蒸發(fā)溫度tc 15 C、制冷劑過熱度為tr 5 C的條件下進行設(shè)計的整個設(shè)計過程主要包括傳熱設(shè)計計算、水的流動阻力計算、結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計計算、 配件選擇及主要配件的強度校核， 同時結(jié)合整體設(shè)備運行原理， 對該水冷式管殼 冷凝器各性能參數(shù)進行校正。 本次設(shè)計先從傳熱設(shè)計計算著手， 先根據(jù)熱力循環(huán) 對系統(tǒng)進行熱力計算， 同時采用假定熱流密度及試湊法進行計算以確定較好的工 作點，其中傳熱設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算相互交叉進行， 接著計算水的流動阻力 以及零部件的選取， 最后進行強度計算與強度校核。 設(shè)計內(nèi)容包括了換熱管的布 置排列，換熱管和流程數(shù)、管長、殼體、端蓋、法蘭、螺栓和墊片等的選取。經(jīng)過設(shè)計計算，可以知道殼管式冷凝器的換熱面積為F0 22.24m2 、流程數(shù)N=2 ,總管數(shù)N Z 80根,有效單管長I 1.69m ,制冷劑蒸汽

6、進口管徑42 2.5 ,制冷劑液體出口管徑 38 2.5，冷卻水進出口管徑為108 4.0mm ,水泵最小功率為 Pe 1414kW 。通過本次的設(shè)計，得到了一個較合理的水冷式管殼冷凝器。關(guān)鍵詞 ：冷凝器 管殼式 熱交換器 課程設(shè)計目錄一、冷凝器熱力、結(jié)構(gòu)計算 11.1 冷凝器的傳熱循環(huán)的確定 11.2 冷卻水流量 qvs 和平均傳熱溫差Tm 的確定 21.3 換熱管的選型 31.5確定每流程管數(shù)Z、有效單管長I及流程數(shù)N 31.6 傳熱管的布置排列及主體結(jié)構(gòu) 41.7 傳熱計算及所需傳熱面積確定 5二、冷卻水側(cè)阻力計算 8三、冷凝器的配件及其強度校核 83.1 連接管管徑計算 93.2 防沖

7、板 103.3 殼體 103.4 管板 113.5 端蓋 113.6 支座 123.7 支撐板 133.8 拉桿 133.9 法蘭類選擇 143.10 墊片 錯誤! 未定義書簽。3.11 螺栓 173.12 分程隔板 19四、主要參考文獻 20五、心得體會 21一、冷凝器熱力、結(jié)構(gòu)計算1.1冷凝器的傳熱循環(huán)的確定（如圖1所示）根據(jù)冷庫的實際工作工況：取蒸發(fā)溫度to 15 C，過熱度tr 5 C ,即吸 入溫度t110 C，冷凝器出口溫度t4 tk 40 C。查冷庫制冷設(shè)計手冊第441頁圖6-7，R22在壓縮過程指示功率i=0.82 查R22壓焓圖得h1 =405 kJ kg , h2445 k

8、J kg , h3418kJ kg ,h4 250 kJ kg， 4=0.886 10-3 m3/kg， v2s 0.02 m3/kg，wt =h2-h1= (445-405) kJ/kg=40kJ/kgwt40wiI48.8kJ / kgi 0.82h2s h| Wj(405 48.8) kJ kg 453.8 kJ kg再查R22壓焓圖得t2s 800CqmoQk111453.8 2500.5447 kg s1.2冷卻水流量qvs和平均傳熱溫差Tm的確定1.2.1冷卻水流量qvs確定冷卻水進出口溫度t232 C , t236 C ,平均溫度tm 34 C，由水的物性表可得：994.3kg

9、/m3Cp 4174J / (kg K)0.7466 10 6m2/s62.48 10 2W/(m K)則所需水量 qvs Qk/ cp(t2 t2 ) 0.006686m3 / s1.2.2平均傳熱溫差 Tm的確定由能量平衡，有t2qmo(h2s h3)360.5447 (453.8 418)35 3oCcpqvs4.174 994.3 0.006686冷凝器流體湼度變化簡圖各段對數(shù)平均溫差(1)段:tm1t3t26.20oC，mh 器 hs h 7.0 ocln，H(2)段：,m2(,2st2 )(,k,3)17.57 oCIn ,2s ,2tk ,3整個過程的平均溫差(積分平均溫差)，m

10、，m21.3換熱管的選型根據(jù)小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第71頁表3-4 ,選用3號滾軋低翅片管為傳熱管,有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)為：di 10.4mm d,15.1mm,0.4mm db 12.4mm sf 1.2mm單位管長的各換熱面積計算如下：翅頂面積 add,/Sf0.0151 0.0004/0.0012m2/m 0.0158m2/m翅側(cè)面積 af(d： d；)/(2sf)(0.01512 0.01242)/(2 0.0012)m2/m 0.0972m2/m翅間管面面積 abdb(sf,)/s0.0124 (0.0012 0.0004)/0.0012m2 / m 0.026m2/maidi0.0104m2

11、 / m 0.0327m2 / m管外總面積 aof ad af ab (0.0158 0.0972 0.026)m2 / m 0.139m2/m1.4估算傳熱管總長假定按管外面積計算的熱流密度q。5500W / m2 .貝U應(yīng)布置傳熱面積2 2F Qk/q。111000/5500m20.18m應(yīng)布置的有效總管長L F/af 20.18/0.139m 145m1.5確定每流程管數(shù)Z、有效單管長I及流程數(shù)N冷卻水進出口溫度,232 C , ,236 C ,平均溫度,m 34 C，由水的物性表可得：994.3kg /m3Cp 4174J/(kg k)0.7466 10 6m2/s62.48 10

12、2W/(m k)則所需水量 qvs Qk / cp(t2t2 ) 0.006686m3 / s根據(jù)熱交換器原理及設(shè)計第 294頁及小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 68 頁表3-2有關(guān)年運行小時的規(guī)定：初選冷卻水流速度 u 2m/s,則每流程管數(shù) Z 4qv/ dju 39.35根取整數(shù)Z=40根，即實際水流u上琴 4 0.0066861.97m/s 。di2z0.01042 40對流程數(shù)N,總根數(shù)NZ,有效單管長I,殼體內(nèi)徑Di及長徑比l/Di進行組合 計算,組合計算結(jié)果如表1所示：流程數(shù)N總根數(shù)NZ有效單管長l /m殼內(nèi)徑Di / m長徑比l/Di2801.810.2367.6741600.910.

13、3342.72表1其中殼體內(nèi)徑的選擇根據(jù)冷庫制冷設(shè)計手冊第606頁對殼體的規(guī)格進行 選擇。分析上面的組合計算結(jié)果，由熱交換器原理及設(shè)計第54頁規(guī)定，對 殼體的長徑比一般在4-25之間,通常為6-10，故選擇2流程作為冷凝器結(jié)構(gòu)設(shè) 計依據(jù)。1.6傳熱管的布置排列及主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)采用管子成正三角形的布置方案，根據(jù)熱交換器原理及設(shè)計第45頁表2.3換熱管中心距的規(guī)定，選管距s 22mm、分程板兩側(cè)相鄰管中心距l(xiāng) e 40 mm為使傳熱管排列有序及左右對稱，共布置80根管，則每流程平均管數(shù) Z=40 根，傳熱管的布置排列如圖2所示：圖21.7傳熱計算及所需傳熱面積確定1.7.1水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算從水物性

14、表及小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 78頁表3-12知:水在tm 340C時，運動粘度0.7466 10 6m2 / s物性集合系數(shù) B 1395.6 23.26tm 2186.441 97 0 0104雷諾數(shù)Re udi/4 27441 104 ,即水在管內(nèi)的流動狀態(tài)為0.7466 10 6湍流,則由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 78頁式(3-5):0.8水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)awi2186.44 1.970.80.20.010429373.5W/(m K)1.7.2氟利昂冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算由上面圖(1)的傳熱管的布置方式，在垂直方向上，每列管數(shù)分別為2、2、4、4、6、4、& 4、& 4、6、4、& 4、&

15、 4、4、2、2。由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第77頁式(3-4)計算管排修正系數(shù)：0.833 0.833 0.833n (n1n2nz ) /(n1 n2(4 20.833 9 40.833 6 60.833) /80 0.78nz)根據(jù)所選管型 , 低翅片管傳熱增強系數(shù)由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第77頁式 (3-2) 計算，其中環(huán)翅當量高度2 2 2 2h(dt2 db2)/4dt(15.12 12.42 ) / (4 15.1)mm 3.86mm0.25ab/aof1.1(adaf )(db/h)0.25/aof增強系數(shù)0.026 / 0.139 1.1(0.0158 0.0972)(12.4 /

16、 3.86)0.25 / 0.139 1.384由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 76 頁表 3-11, R22 在冷凝溫度tk40 C,B 1447.1由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo) 第 76 頁式(3-1) 計算氟利昂側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯?.25ako 0.725Bdb0.25n(tk two) 0.250.725 1447.1 0.0124 0.25 1.384 0.878 (tk two) 0.25 3394 o 0.25W /(m2 K)其中o tk two ( two是管處壁面溫度)1.7.3 傳熱系數(shù) Ko傳熱過程分成兩部分： 第一部分是熱量經(jīng)過制冷劑的傳熱過程， 其傳熱溫差為o tk two ；第

17、二部分是熱量經(jīng)過管外污垢層、管壁、管內(nèi)污垢層以及冷卻水 的傳熱過程，其傳熱溫差ti two tm tm o 7.0 o (其中two是管外污垢外 壁面的溫度 )。由熱交換器原理與設(shè)計第292頁附表C得：水側(cè)污垢系數(shù) ri 0.000086(m2 K)/W忽略氟利昂側(cè)油膜熱阻， 由小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo) 第78頁式(3-6) 和式(3-7)計算熱流密度q(單位為W/m2)第一部分的熱流密度q1ako33940.75o第二部分的熱流密度7.0q2(丄awirjaofqaofamo7.0(-0.000086)仝1399373.50.03270.0010.1393930.03581206.4 (7.0o

18、)(其中 是低翅片管翅管壁厚度,是紫銅管熱導(dǎo)率,取 393W/(mK),am是低翅片管每米管長翅根管面平均面積,即am(di db)/2)因為傳熱是串聯(lián)，則有q1 q2。選取不同的o(單位為C)進行試湊，計算結(jié)果如表2所示：o / cq1q22.0570860322.1592059112.261305790表2當。2.0 C時,q1與q2誤差只為0.02%,遠小于 3%符合要求。此時two tk o (40 2.0) C 38.0 C，取 q。q2 q1 5915.68W/m2 5500W/m2, 2與前面假定的5500W / m2只相差7.6 % 15%，符合要求。傳熱系數(shù)：K。七鬻841W

19、/(m2 K)1.7.4傳熱面積Fof與有效管長I確定計算實際所需傳熱面積：Fof Qk/qo 111000/5915.68m2 18.76m2 Fo 20.18m2初步結(jié)果設(shè)計中所需要的冷凝傳熱面積11.82m2較傳熱計算傳熱面積大8.6%，可作為冷凝傳熱面積富裕量。即初步結(jié)構(gòu)設(shè)計所布置的冷凝傳熱面積能夠滿足負荷的供熱要求，表明假設(shè)是可取的。管子的有效長度I0-1.69mafoN 0.139 80適當增加長度，根據(jù)熱交換器原理與設(shè)計第 54頁推薦的換熱管長度， 選取傳熱管有效單管長I 2.0m。則實際布置管外冷凝傳熱面積F 80 0.139 2.0m222.24m2，較傳熱計算所需傳熱面積大

20、22.6%,冷凝傳熱面積有足夠的富裕量。二、冷卻水側(cè)阻力計算根據(jù)制冷原理與設(shè)備P232公式(9-71)得:水的沿程阻力系數(shù)衛(wèi)進450.0245274410.31640.25Re冷卻水的流動阻力1.5(N1)1 994.3 1.972 0.024522.01.5(2 1)26863Pa20.0104(其中It是左右兩管板外側(cè)端面間的距離，此處lt=2.0m)考慮到外部管路損失，冷卻水泵總壓頭約為p 0.1 p (0.10.026863)MPa0.1269MPa取離心水泵的效率0.6，則水泵所需的功率為:水泵所需的功率 Pe q-6.686 10 3 .1269 1061414W0.6三、冷凝器的

21、配件及其強度校核3.1連接管管徑計算3.1.1冷卻水進出口連接管冷卻水的流量qvs 6.686 10 3m3/s，根據(jù)小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 75 頁關(guān)于進出水管冷卻水流速的規(guī)定，取冷卻水流速度 u 1.0m/s，故冷卻水進出 口連接管的直徑 di . 4qvs . 4 6.686 10 92.3mm。Y u V 3.14 1.0查冷庫制冷設(shè)計手冊第 605頁得，選取無縫鋼管108 4.0，內(nèi)徑為100mm3.1.2制冷劑連接管根據(jù)傳熱循環(huán)查R22的IgP h圖（見上面“系統(tǒng)循環(huán)圖”）得:冷凝器入口 h2s 453.8kJ/kg， 2s 0.02m3/kg冷凝器出口 h4 250kJ /kg，

22、 4 0.886 10 3m3/kg制冷劑的質(zhì)量流量qmoQk1110.5447 kg sh2s h5453.8 250制冷劑蒸氣的體積流量3qv2s qmo 2s 0.5447 0.020.0109m /s343制冷劑液體的體積流量 qv5 qmo 50.5447 0.886 104.83 10 m /s根據(jù)小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第75頁規(guī)定：初取蒸氣氣流速度U212m/s， 則進氣接管的內(nèi)徑:4 10.9 10di24qv2sU233.14查冷庫制冷設(shè)計手冊34.02mm12第603頁，選取無縫鋼管 42 2.5，內(nèi)徑di2 37 mm則實際蒸氣氣流速度u210.14m/sdi21 1此時

23、2Su；u210.142 5141kg/(m s2) 5950kg/(m s2),根據(jù)2s0.02GB151-1999管殼式換熱器第76頁5.11.3的規(guī)定，選擇符合要求。根據(jù)小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第75頁規(guī)定：初選制冷劑液體速度U40.5m/s，則出液管的內(nèi)徑:di44 4.83 103.14 0.535mm查冷庫制冷設(shè)計手冊得，選取無縫鋼管 38 2.5，內(nèi)徑di4 33mm則實際制冷劑液體流速u4 如40.565m/sdi 41 1 此時 4u4u45.65 360.3kg/(m s2) 5950kg/(ms2)，根據(jù)40.000886GB151-1999管殼式換熱器第78頁5.11.3的

24、規(guī)定，選擇符合要求。3.2防沖板根據(jù)熱交換器原理與設(shè)計第53頁及GB151-1999管殼式換熱器第78 頁5.11.2.1的關(guān)于安裝防沖板的要求，因氟利昂蒸氣進口處2 1 2 1 2 22su2u210.14 5141kg/(m s ) 2230kg/(m s )，故需安裝防2s0.02沖板。根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器第76頁5.11.4規(guī)定，取厚度為3mr的不銹鋼作為防沖板，規(guī)格為：a a 142mm 142mm，直接焊與拉桿上。3.3殼體根據(jù)先前設(shè)計布管情況，由冷庫制冷設(shè)計手冊第 605頁無縫鋼管規(guī)格, 選擇用 273mm 7.0mm(內(nèi)徑Di 259mm,外徑Do=219mm厚

25、度s=7.0mm)的無縫鋼 管作為殼體材料。3.4管板根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器第27頁圖18,選用e型管板。為達密封效果，管子與管板連接采用脹接法。如圖3所示：圖3選擇管板兼做法蘭,根據(jù)制冷機工藝第111頁表6-6，查得與管子連接 方式有關(guān)的系數(shù)f,1.15，與管板兼做法蘭有關(guān)的系數(shù)f21.30。由制冷機工藝P111經(jīng)驗公式（6-4）得管板厚度：t f1 f2 （17 0.0083DJ 1.15 1.30 （17 0.0083 259）mm 28.6mm實際可取t=30mm3.5端蓋根據(jù)制冷機工藝第112頁關(guān)于封頭的規(guī)定（結(jié)構(gòu)如下圖4）：選用S7 mm, R259mm, hiDi

26、259mm4465mm,hohS 65773mm, L8%Di0.0825920.7mm封頭圖43.6支座361支座選型根據(jù)小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)第 75頁，選用如下支座（相關(guān)尺寸如圖 5 所示）：圖5查表 3-9 得，K 160mm, L 240 mm.3.6.2 支座定位： 根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器第87頁5.20.1的規(guī)定（如圖6所示）：圖6取 LB 1000mm LC LC 500mm（其中 L=2000mm。3.7 支撐板由換熱管長 l=2m 得，需安裝至少一塊支持板（根據(jù)熱交換器原理與設(shè)計第50頁表2.5，對換熱管外徑為16mm勺最大無支撐跨距是1100mm故需至少一塊

27、支撐板），考慮到GB151-1999管殼式換熱器第75頁5.9.5.1關(guān)于支撐板安 裝的需求， 取4塊支撐板缺口左右方向交替排列均勻布置， 此時換熱管無支撐跨 距為400mm根據(jù)熱交換器原理與設(shè)計第51頁表2.6 :取支撐板厚度為6mm 直接焊接在拉桿上。3.8 拉桿根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器第76頁5.10.2表43、表44,拉桿直徑為12mm考慮到支撐板的固定與布置，取桿數(shù)為5根。3.9 法蘭類選擇3.9.1 連接管法蘭根據(jù) GB/T 9119-2000第 2頁5.3.2 的規(guī)定（結(jié)構(gòu)如下），由上面連接管外徑與工作壓力（管程設(shè)計工作壓力為 0.4MPa,殼程設(shè)計工作壓力為1.6M

28、PS）查第4 頁表 2 及第 6 頁表 4 及第 8 頁表 6 得：（如圖 7 所示）圖7冷卻水進出口連接管法蘭（ A=108m）m：n 4,K 170mm,D 210mm,L 18mm,B 110mm,C 18mm, f 2mm.制冷劑進氣連接管法蘭（ A=42mm）：n 4,K 110mm,D 150mm,L 18mm,B 46mm,C 18mm, f 2mm.制冷劑出液連接管法蘭（ A=38mm）：n 4,K 100mm,D 140mm,L 18mm,B 39mm,C 18mm, f 2mm.3.9.2 管板法蘭根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第95頁表9-3及GB151-1999管

29、殼式換熱器第142頁圖G1的規(guī)定：管板兼做法蘭,取LA 24mm , Le 20mm （如圖8 所示）表 3 La、Le、L 的最小值圖8法蘭外徑 DfDo (LA Le s) 2 273 (24 20 7) 2 375mm法蘭厚度 ft3230 3 2 24mm螺栓所在圓的直徑 DaDo (2 LA s) 273 2 (24 7) 335mm螺栓所在圓周長 CaDa 3.14 335mm 1051.9mm3.9.3端蓋法蘭根據(jù)JB/T4702-2000規(guī)定，選用平密封面型平焊法蘭（結(jié)構(gòu)如下）3.10墊片3.10.1材料的選取根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器第145頁表H1的規(guī)定，墊片的材

30、料可選XB-200橡膠石棉板，再根據(jù) GB150-1998鋼制壓力容器第93頁表9-2，取厚 度 1.5mm，得墊片系數(shù)m 2.75，比壓力y 25.5MPa。再根據(jù)以上法蘭的結(jié) 構(gòu)，由GB150-1998鋼制壓力容器第91頁表9-1，選1a型壓緊面。本次設(shè)計殼體內(nèi)徑 Di=259mm700mn取墊片寬度N=20mm根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第96頁9.5.1.1 得：墊片基本密封寬度Nb。10mm 6.4mm。2墊片的有效密圭寸寬度b 2.53 bo 2.53 .10mm 8.00mm3.10.2墊片壓緊力作用中心圓直徑因為bo 10mm 6.4mm ,取墊片接觸面外徑Df。320

31、mm ,根據(jù) 2GB150-1998鋼制壓力容器第96頁9.5.1.2，墊片壓緊力作用中心圓直徑即墊片接觸面外徑減去2b，即Dg Dfo 2b 320 2 8.00 304mm3.10.3所需要的最小壓緊力根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第96頁式（9-1 ）及（9-2 ）得A）預(yù)緊狀態(tài)下所需要的最小壓緊力Fg 3.14DGby 3.14 304 8.00 25.5194730NB） 操作狀態(tài)下所需要的最小壓緊力（其中pc 1.6MPa為冷凝壓力）FP 6.28DGbmpc 6.28 304 8.00 2.75 1.667201N3.10.4墊片寬度校核墊片在預(yù)緊狀態(tài)下受到最大螺栓載荷的作

32、用，可能因壓緊過度而失去密封性能，為此墊片須有足夠的寬度 Nmin。根據(jù)后面所選螺栓的計算,常溫下35號鋼的h s 空 105MPa，螺 S 3栓實際面積：A 2404.1mm2 。Nmin6.28Dg y2404.1 105 1066mm6.28 304 25.5 1065.19mm N20mm故所選的墊片寬度符合要求3.11螺栓3.11.1螺栓的選取根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè) 計指導(dǎo)書第110頁表11.6,選取螺栓GB/T5780-2000M16 90,由機械設(shè)計基礎(chǔ)第137頁表10-1 得：小徑di 13.835mm，根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第25頁表4-7，螺栓材料選 用35號

33、鋼3.11.2螺栓的布置根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第97頁式（9-3）得：螺栓的最大間距Lmax 2d2 162476.31mmm 0.52.75 0.5由GB150-1998鋼制壓力容器第95頁表9-3可知螺栓的最小間距Lmin46mm由此可取螺栓間距L 60mm由前面可知螺栓所在圓的周長1051 9Ca 1051.9mm，故所需的螺栓數(shù)最少n I10 13.15個，為了便于布置螺栓80取 n=16o3.11.3螺栓載荷根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第97頁式（9-4 ）及（9-5 ）得A）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷6Wa 3.14DGby 3.14 0.304 0.008

34、 25.5 1024341.3NB）操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷2WP F FP 0.785Dg Pc 6.28DGbmpc0.785 0.3042 1.6 106 6.28 0.304 0.008 2.75 1.6 106 183275.5N3.11.4螺栓面積根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第25頁表4-7,常溫下35號鋼M16螺栓材料 的b 530MPa， s 315MPa，設(shè)計溫度下螺栓的許用應(yīng)力 ；114MPa， 據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)第148頁表10-6，取安全系數(shù)S 3, b 空 105MPa S 3根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第97頁式（9-6）及（9-7）得：A）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積B）操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積需要的螺栓面積 A max（A,Ap）實際螺栓面積1 2A.16 di24代Wa183275.521745.5mmb105APWp183275.51607 mm2b114A a 1745.5mm2116 3.14 13.8352 2404.1mm2 1745.5mm2，符合要求。43.11.5螺栓設(shè)計載荷根據(jù)GB150-1998鋼制壓力容器第97頁式（9-8 ）及（9-9 ）得A）預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計載荷W Am A3 ； 丄（2404.11745.5）