設(shè)備選型換熱器設(shè)計(jì)與校核

第二章?lián)Q熱器設(shè)計(jì)計(jì)算說明2.1概第二章?lián)Q熱器設(shè)計(jì)計(jì)算說明2.1概2.2換熱器選型2009-2.3換熱器分1要形式大致可分為固定管板式、浮頭式、U換熱器選型管殼程的選要形式大致可分為固定管板式、浮頭式、U換熱器選型管殼程的選2U2.4.2換熱介質(zhì)終點(diǎn)溫2.4.3流動(dòng)方式的選3 換熱管規(guī)格和排列的選定采用?25mmX2.5mm 換熱管規(guī)格和排列的選定采用?25mmX2.5mm的管子、管中心距為32mm和?19mmX2mm管子、管中42-1管子在管板上的排2.4.5.折流擋2-1管子在管板上的排2.4.5.折流擋480mm600mm八種。2.4.6換熱介質(zhì)流2-1介質(zhì)經(jīng)驗(yàn)流5流速流速冷卻水（淡水2-2器常見壓降換熱器型號(hào)的表示方2-2器常見壓降換熱器型號(hào)的表示方500：表示公稱直徑為500mm，54m225mm6m,4管程，6真空（0~0.1MPa絕壓0.035(Mpa下同2.5.1換熱器選型軟件2-3器選型軟換熱器的設(shè)2.5.1換熱器選型軟件2-3器選型軟換熱器的設(shè)E0103換熱器的設(shè)的消耗。殼程流體為從反應(yīng)器出來的物質(zhì)，管程為循環(huán)乙炔。本項(xiàng)目利用該換熱器的殼程工作溫度為75-118℃，管程工作溫度為2.8528-67.3865℃，降的40%，出口絕壓小于0.1MPa，壓降不大于進(jìn)口壓降的20%。19mm2mm25mm。管子排列方式為正方形錯(cuò)折流擋板數(shù)量4塊，換熱管數(shù)量294根，其余參數(shù)為EDR默認(rèn)。7AspenPlusExchangerDesignand站2-2物流輸入數(shù)2-2物流輸入數(shù)82-32-3TEMA92-42-4器性能2-52-5器性能由上述結(jié)果可以看到：換熱器換熱面積為51.3m2，設(shè)計(jì)余量為34.43%，介于由上述結(jié)果可以看到：換熱器換熱面積為51.3m2，設(shè)計(jì)余量為34.43%，介于30%和50%之間，管程和課程的雷諾數(shù)均大于6000，流體流型為湍流。殼程為反應(yīng)物料的過熱氣，其平均流速為24.07m/s，管程為乙炔氣，其平均流速為21.34m/s，符合要求。殼程壓降為0.15-0.16MPa，管程壓降為0.18MPa20%502.5W/(m2·K)BEM500-0.12-51.3-3/19-1I2-6器設(shè)備2-7器設(shè)備固定管板換熱器設(shè)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)2-7器設(shè)備固定管板換熱器設(shè)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 設(shè)計(jì)壓力 t 管箱圓筒內(nèi)徑 殼程殼程圓筒校核計(jì)前端管箱圓筒校核計(jì)筒體法蘭校核計(jì)后端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研后端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材后端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研后端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc =2[]t =e=n-C1-C2=n 液壓試pT1.25p[]= [的應(yīng)力水平T T=pT.(Die)=2eT合2e[]t (Die)=pc(Diet =t合內(nèi)壓圓筒校中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試pT1.25p內(nèi)壓圓筒校中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試pT1.25p[ [壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力 T=pT.(KDi0.5eh)=合1 D2K 2 i=6 2h i Kpc h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=滿足最小厚度要壓力計(jì)2[]t[pw]=KD = 合開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研接管 N1, ℃圓形筒板C內(nèi)徑 (板材開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研接管 N1, ℃圓形筒板C內(nèi)徑 (板材 pc =2[]t =e=n-C1-C2=n 液壓試pT1.25p[]= [的應(yīng)力水平T T=pT.(Die)=2eT合2e[]t (Die)=pc(Diet =t合只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 設(shè)計(jì)內(nèi)壓設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)溫℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次材腐蝕裕量殼體開孔處焊接接頭系φ1殼體內(nèi)直殼體開孔處名義厚度殼體腐蝕裕量2殼體材料許用應(yīng)力接管軸線與筒體表面法線的夾角0只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 設(shè)計(jì)內(nèi)壓設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)溫℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次材腐蝕裕量殼體開孔處焊接接頭系φ1殼體內(nèi)直殼體開孔處名義厚度殼體腐蝕裕量2殼體材料許用應(yīng)力接管軸線與筒體表面法線的夾角0接管實(shí)際外伸長(zhǎng)接管連接型插入式接接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)接管材名稱及管接管焊接接頭系1接管腐蝕裕2補(bǔ)強(qiáng)圈材料補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)圈接管材料許用應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 非圓形開孔長(zhǎng)直開孔長(zhǎng)徑與短徑1殼體計(jì)算厚度接管計(jì)算厚度補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù)接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù)開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 補(bǔ)強(qiáng)圈面A-:注許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L注許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 =波高h(yuǎn)波 =成型前一層名義厚度S加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP SDm 系數(shù)k 1.001.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W 右端縱坐標(biāo)曲線值2.2Dm W 2h2.2DS6-2CpmW 按2h,2.2DS查圖6-3得：Cf m按W, 查圖6-4得：Cd2.352h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnF=N一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b 3.67 f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 殼程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)殼程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 =波高h(yuǎn)波 =成型前一層名義厚度S對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2ps=hp注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEc注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP S m 系數(shù)k 1.001.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W 右端縱坐標(biāo)曲線值2.2Dm W 2h2.2DS6-2CpmW 按2h,2.2DS查圖6-3得：Cf m按W, 查圖6-4得：Cd2.352h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnF=N一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b 3.68 f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 =波高h(yuǎn)波 =成型前一層名義厚度S對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2ps=hp注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEc注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP S m 系數(shù)k 1.001.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W 右端縱坐標(biāo)曲線值2.2Dm W 2h2.2DS6-2CpmW 按2h,2.2DS查圖6-3得：Cf m按W, 查圖6-4得：Cd2.352h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnF=N一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b 33.07 f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 殼程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)殼程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)0次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 =波高h(yuǎn)波 =成型前一層名義厚度S對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2ps=hp注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEc注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP S m 系數(shù)k 1.001.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W 右端縱坐標(biāo)曲線值2.2Dm W 2h2.2DS6-2CpmW 按2h,2.2DS查圖6-3得：Cf m按W, 查圖6-4得：Cd2.352h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnF=N一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b 33.09 f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 不帶法蘭固定式管板(c)腐蝕后中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 平均金屬溫度裝配溫度不帶法蘭固定式管板(c)腐蝕后中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 平均金屬溫度裝配溫度設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力c平均金屬溫度下彈性模量5平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)℃殼程圓筒內(nèi)徑殼程圓筒名義厚度殼程圓筒有效厚度i殼程圓筒金屬橫截面積As=sDi+s)對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2ps=hp端部圓筒金屬橫截面積As=sDi+端部圓筒金屬橫截面積As=sDi+s設(shè)計(jì)溫度管箱圓筒名義厚度管箱圓筒有效厚度注ts設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量Et平均金屬溫度下管子材料彈性模量m管子壁厚2一根管子金屬橫截面積a注ts設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量Et平均金屬溫度下管子材料彈性模量m管子壁厚2一根管子金屬橫截面積at(dt管束模數(shù)Kt=Etna/管子回轉(zhuǎn)半徑i0.25d2d2t管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度Cr2E 比值lcr 2管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力(C 1.5(lcr tR it(Crcr eL1cr 1.5 2Cr管板設(shè)計(jì)溫度r設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Ep管板腐蝕裕量4管板輸入厚度管板計(jì)算厚度0 K21.32 E管板設(shè)計(jì)溫度r設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Ep管板腐蝕裕量4管板輸入厚度管板計(jì)算厚度0 K21.32 Ena/EtL K 脹接，開管板和管子脹接(焊接)4f比值h比值"/ 管箱圓筒殼常數(shù)kh 系數(shù)C2(1k"kDh h系數(shù)4.4kD[11k)2hh h i殼程圓筒殼常數(shù)ks 系數(shù)C2(1kkDs s系數(shù)4.4kD[11k)2Ds s殼程圓筒殼常數(shù)ks 系數(shù)C2(1kkDs s系數(shù)4.4kD[11k)2Ds s 12E'b2'殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K' ff fE 12DibfDi 旋轉(zhuǎn)剛度(c型結(jié)構(gòu)K" KK' 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)Kf 4膨脹節(jié)波峰處內(nèi)直徑系數(shù)Dex)2 i膨脹節(jié)總體軸向剛度~管板第一彎矩系數(shù)m1(按KKf查<<GB/T151-2014>>7-系數(shù)~KK~系數(shù)G2(按KKf查<<GB/T151－2014>>7-換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比QEtEsEtna(EsAsKex換熱管束與殼體剛度之比Q EAK ss 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參 2E"b2"K" fffEh" 12DibfDi bfDfDi-0比值s/比值'/ =t(tt-t0)-s(ts-t0-當(dāng)量壓力組合PcPasPs P=t(tt-t0)-s(ts-t0-當(dāng)量壓力組合PcPasPs PPnKb2 s 1-PbC'邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) Mb MM管板邊緣剪力系M-mm11-0-AA0.25ndl)(正方形布管)AtnS2管板布管區(qū)當(dāng)量直徑Dt4At系數(shù)Alna0.40.6(1Q)/ex(Q系 系數(shù)t0.4(10.6QextDt管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度k=K(1t-系數(shù)G3fr - 1(1r4-系數(shù)G3fr - 1(1r4Qex- = 1 4 D管板徑向應(yīng)力 i a1.5r3r管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 Pa~ p0.5r-1.5r換熱管軸向應(yīng)力1G2 Q a ttt3tt換熱管軸向應(yīng)力1G2 Q a ttt3ttA(1) As(QexG2)c-3tc換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力qt [q]44=(t-t)-(ts-t -PcPt(1--PatPt （直管PPnKb2 t 1-- --邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) MbPa 管板邊緣力矩系數(shù)MM~------系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --~~ 1 4Q D rPi 1.5r3tr Pa~ D rPi 1.5r3tr Pa~ p-0.5r-1.5tr 1 G2 Q a ttt3tt A[P(1)P (QexG2)tc-3tc換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力qt[q]44=(t-t)-(ts-t -當(dāng)量壓力組PcPsPt(1--PasPstPt （直管PPPnKb2 s t 1-- 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) PbMb- 管板邊緣力矩系數(shù)MM-~--mm11-------系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --------系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --~= 1p4Q DrPi 1.5r3r管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 Pa~Dt p-0.5r-1.5r1 G2QexPP Q a tcr3t1.2cr A[P(1)P (QexG2)c-3c44管板名義厚度管板校核通直管換熱管外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=n 直管換熱管外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=n 外徑Do=直管換熱管內(nèi)壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C外徑 (管材 =2[]tPc=e=n-C1-C2=n 2e[]t Do =Pc(Doet =t直管換熱管內(nèi)壓計(jì)算直管換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n直管換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=n 外徑Do=A B 當(dāng)D/20時(shí)，[p] Do/當(dāng)Do/e20時(shí)A B 當(dāng)D/20時(shí)，[p] Do/當(dāng)Doe20時(shí)[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do/ Do/ Do/換熱管外壓計(jì)算合不帶法蘭固定式管板(c)腐蝕前中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 平均金屬溫度裝配溫度設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力c平均金屬溫度下彈性模量不帶法蘭固定式管板(c)腐蝕前中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 平均金屬溫度裝配溫度設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力c平均金屬溫度下彈性模量5平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)℃殼程圓筒內(nèi)徑殼程圓筒名義厚度殼程圓筒有效厚度i殼程圓筒金屬橫截面積As=sDi+s)端部圓筒金屬橫截面積As=sDi+s設(shè)計(jì)溫度[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do/ Do/ Do/換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)算合管箱圓筒名義厚度管箱圓筒有效厚度ts設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量Et平均金屬溫度下管子材料彈性模量m管子壁厚2管箱圓筒名義厚度管箱圓筒有效厚度ts設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量Et平均金屬溫度下管子材料彈性模量m管子壁厚2一根管子金屬橫截面積at(dt管束模數(shù)Kt=Etna/管子回轉(zhuǎn)半徑i0.25d2d2t管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度Cr2E 比值lcr 2管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力(C 1.5(lcr注管板設(shè)計(jì)溫度r設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Ep管板腐蝕裕量0管板輸入厚度管板計(jì)算厚度0 K2注管板設(shè)計(jì)溫度r設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Ep管板腐蝕裕量0管板輸入厚度管板計(jì)算厚度0 K21.32 Ena/EtL K 脹接，開管板和管子脹接(焊接)4f tR it(Crcr eL1cr 1.5 2Cr殼程圓筒殼常數(shù)ks 系數(shù)C2(1kkDs s系數(shù)4.4kD[11k)2Ds殼程圓筒殼常數(shù)ks 系數(shù)C2(1kkDs s系數(shù)4.4kD[11k)2Ds s 12E'b2'殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K' ff fE 12DibfDi 旋轉(zhuǎn)剛度(c型結(jié)構(gòu)K" KK' 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)Kf 4膨脹節(jié)波峰處內(nèi)直徑系數(shù)Dex)2 i膨脹節(jié)總體軸向剛度比值h比值"/ 管箱圓筒殼常數(shù)kh 系數(shù)C2(1k"kDh h系數(shù)4.4kD[11k)2hh h i管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參 2E"b2"K" fffEh" 12DibfDi bfDfDi-0比值s/比值'/ =t(tt-t0)-s(ts-t0-當(dāng)量壓力組合PcPasPs=t(tt-t0)-s(ts-t0-當(dāng)量壓力組合PcPasPs PPnKb2 s 1-~m1(按KKf查<<GB/T151-2014>>7-系數(shù)~KK~系數(shù)G2(按KKf查<<GB/T151－2014>>7-換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比QEtEsEtna(EsAsKex換熱管束與殼體剛度之比Q EAK ss 管板第二彎矩系數(shù)m2(按K,Qex查<<GB/T151-2014>>圖7-14(a)或AA0.25ndl)(正方形布管)AtnS2管板布管區(qū)當(dāng)量直徑Dt4At系數(shù)Alna0.40.6(1Q)/ex(Q系 系數(shù)t0.4(10.6QextDt管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度k=K(1tPbC'邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) Mb MM管板邊緣剪力系M-mPbC'邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) Mb MM管板邊緣剪力系M-mm11-0--系數(shù)G3fr - 1(1r4Qex- = 1 4 D管板徑向應(yīng)力 i a1.5r3r管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 Pa~ p0.5r-1.5r換熱管軸向應(yīng)力1G2 Q a ttt3tt換熱管軸向應(yīng)力1G2 Q a ttt3ttA(1) As(QexG2)c-3tc換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力qt [q]44=(t-t)-(ts-t -PcPt(1--PatPt （直管PPnKb2 t 1-- --邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) MbPa 管板邊緣力矩系數(shù)MM~-----系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --~~ 1 4Q D rPi 1.5r3tr Pa~ D rPi 1.5r3tr Pa~ p-0.5r-1.5tr 1 G2 Q a ttt3tt A[P(1)P (QexG2)tc-3tc換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力qt[q]44=(t-t)-(ts-t -當(dāng)量壓力組PcPsPt(1--PasPstPt （直管PPPnKb2 s t 1-- 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) PbMb- 管板邊緣力矩系數(shù)MM-~--mm11------系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --------系數(shù)G3fr -- 1(1r=4Q --~= 1p4Q DrPi 1.5r3r管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 Pa~Dt p-0.5r-1.5r1 G2QexPP Q a tcr3t1.2cr A[P(1)P (QexG2)c-3c44管板名義厚度管板校核通管箱法蘭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 CN殼體許用應(yīng)力法蘭f螺栓bd數(shù)量個(gè)墊片軟鋁(波紋金屬板內(nèi)包石棉管箱法蘭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 CN殼體許用應(yīng)力法蘭f螺栓bd數(shù)量個(gè)墊片軟鋁(波紋金屬板內(nèi)包石棉D(zhuǎn)D-hmb b=b0> b=2.53 DGD外+D內(nèi)b0 DGD外-螺栓受力計(jì)Wa=πbDGy=NWp=Fp+F=NAm=max(Ap,Aa)=Ab nd2=4力矩計(jì)MFD=0.785D2i=NLD=LA+=-MD=FD=-FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG=FT=F-=-NLT=0.5(LA+1+LG=MT=FT=-p外壓:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG 內(nèi)壓:Mp= Mp=預(yù)緊W=NLG Ma=WLG=計(jì)算力矩Mo=Mp與Mp外壓:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG 內(nèi)壓:Mp= Mp=預(yù)緊W=NLG Ma=WLG=計(jì)算力矩Mo=Mp與Ma[]ft/[]f中大 Mo=螺栓間距校 L n (GB/T150.3-20117-Lmax形狀常數(shù)確h0 Di0h/ho=K=Do/DI=10K7-9ZYeh0eh01/of= d1Uho = d1Uho =3 ψ=δ ==4fe13=計(jì) 許用結(jié)1DliWp Di 輸入法蘭厚度δf26.0mm時(shí),計(jì)算許用結(jié)HfMo2 1.5[]t=277.5f2.5[]t=472.5(n n校核合R(1.33fe1)M0f[]t=f校核合M0YZ 2 f[]t=f校核合筒體法蘭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 CN殼體許用應(yīng)力法蘭f螺栓bd數(shù)量個(gè)墊片軟鋁(波紋金屬板內(nèi)包石筒體法蘭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 CN殼體許用應(yīng)力法蘭f螺栓bd數(shù)量個(gè)墊片軟鋁(波紋金屬板內(nèi)包石棉D(zhuǎn)D-hmb b=b0> b=2.53 DGD外+D內(nèi)b0 DGD外-螺栓受力計(jì)Wa=πbDGy=NWp=Fp+F=NAm=max(Ap,Aa)=Ab nd2=4max(0.5(HR),0.5(HT=[]t=f校核合J52.14VIMoE2Ko1校核合校核合力矩計(jì)MpFD=0.785D2i=NLD=LA+=-MD=FD=-FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG力矩計(jì)MpFD=0.785D2i=NLD=LA+=-MD=FD=-FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG=FT=F-=-NLT=0.5(LA+1+LG=MT=FT=-外壓:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG 內(nèi)壓:Mp= Mp=預(yù)緊W=NLG Ma=WLG=計(jì)算力矩Mo=Mp與Ma[]ft/[]f中大 Mo=螺栓間距校 L n (GB/T150.3-20117-Lmax形狀常數(shù)確h0 Di0h/ho=K=Do/DI=10K7-9ZYeh0eh01/of= d1Uho = d1Uho =3 1ψ=δ ==4fe13=計(jì) 許用結(jié)1DliWp Di 輸入法蘭厚度δf26.0mm時(shí),計(jì)算許用結(jié)+（15℃~30℃0.101MPa，+（15℃~30℃0.101MPa，HfMo2 1.5[]t=274.5f2.5[]t=472.5(n n校核合R(1.33fe1)M0f[]t=f校核合M0YZ f[]t=f校核合max(0.5(HR),0.5(HT=[]t=f校核合J52.14VIMoE2Ko1校核合校核合為EDR默認(rèn)值。4282-8物流輸入數(shù)2-92-9TEMA2-102-10器性能由上述計(jì)算結(jié)果可以看到：①換熱器換熱面積為147.4??2，設(shè)計(jì)余量為32.35%30%-50%32.57??2，管程流0.13MPa0.16MPa20%，符合要求。④總傳熱系數(shù)為11485.4756W/(m2·K)，在經(jīng)驗(yàn)范圍之內(nèi)，符合要求。2-11器設(shè)2-11器設(shè)備2-12器設(shè)備2.6.4E0104固定管板換熱器設(shè)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算2.6.4E0104固定管板換熱器設(shè)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研設(shè)計(jì)計(jì)算條 設(shè)計(jì)壓力 t 管箱圓筒內(nèi)徑 殼程圓筒校核計(jì)前端管箱圓筒校核計(jì)分程隔板校核計(jì)前端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc前端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc =2[]t =e=n-C1-C2=n 液壓試pT1.25p[]= [的應(yīng)力水平T T=pT.(Die)=2eT合2e[]t (Die)=pc(Diet =t合前端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試p前端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試pT1.25p[ [壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力 T=pT.(KDi0.5eh)=合1 D2K 2 i=6 2h i Kpc h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=滿足最小厚度要壓力計(jì)2[]t[pw]=KD = 合后端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc后端管箱筒體計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc =2[]t =e=n-C1-C2=n 液壓試pT1.25p[]= [的應(yīng)力水平T T=pT.(Die)=2eT合2e[]t (Die)=pc(Diet =t合后端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試p后端管箱封頭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材液壓試pT1.25p[ [壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力 T=pT.(KDi0.5eh)=合1 D2K 2 i=6 2h i Kpc h=2[]t0.5 =eh=nh-C1-C2=min=nh=滿足最小厚度要壓力計(jì)2[]t[pw]=KD = 合內(nèi)壓圓筒校中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc內(nèi)壓圓筒校中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研C內(nèi)徑 (板材 pc =2[]t =e=n-C1-C2=n 液壓試pT1.25p[]= [的應(yīng)力水平T T=pT.(Die)=2eT合2e[]t (Die)=pc(Diet =t合直管換熱管內(nèi)壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算單中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研接管 N1,計(jì)算方法:GB/T150.3-2011分析 ℃板2直管換熱管內(nèi)壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算單中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研接管 N1,計(jì)算方法:GB/T150.3-2011分析 ℃板2管2 接管中面直徑d=do-筒體有效厚度δe=δn-C1-筒體計(jì)算厚度δ 合合合參數(shù)δet參數(shù)λ等效薄膜應(yīng)力SⅡ=Kme合合結(jié)論:合直管換熱管外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=直管換熱管外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=n 外徑Do=C外徑 (管材 =2[]tPc=e=n-C1-C2=n 2e[]t =Pc(Doet =t直管換熱管內(nèi)壓計(jì)算直管換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=直管換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研-C外徑 (管材=e=n-C1-C2=n 外徑Do=A B A B D20時(shí)，pB Do/Doe20[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do/ Do/ Do/換熱管外壓計(jì)算合只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 波高h(yuǎn)波 成型前一層名義厚度S加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSPD S mD20時(shí)，pB Do/Doe20[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do/ Do/ Do/換熱管殼程壓力試驗(yàn)外壓計(jì)算合注 系數(shù)k 1.5（當(dāng)注 系數(shù)k 1.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W W 2h2.2DS6-2CpmW 2h2.2DS6-3Cfm按W, 查圖6-4得：Cd2h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnFN一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2pshp只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 波高h(yuǎn)波 成型前一層名義厚度S加強(qiáng)圈有效厚度Sc注DC=Db+2mS+SCEcDm=D’注DC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP SDm 系數(shù)k 1.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W W 2h2.2DS6-2CpmW 2h2.2DS6-3Cfm按W, 查圖6-4得：Cd2h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnFN一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕后設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 波高h(yuǎn)波 成型前一層名義厚度S對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2pshp注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEc注加強(qiáng)圈有效厚度ScDC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSPD S m 系數(shù)k 1.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W W 2h2.2DS6-2CpmW 2h2.2DS6-3Cfm按W, 查圖6-4得：Cd2h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnFN一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2pshp只管程有壓力，U型膨脹節(jié)腐蝕前設(shè)計(jì)計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 ℃設(shè)計(jì)要求的循環(huán)次數(shù)次腐蝕裕量許用應(yīng)力b設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)s設(shè)計(jì)溫度下實(shí)際屈服點(diǎn)ts Db波長(zhǎng)W直邊段長(zhǎng)度L4 波高h(yuǎn)波 成型前一層名義厚度S加強(qiáng)圈有效厚度Sc注DC=Db+2mS+SCEcDm=D’注DC=Db+2mS+SCEcDm=D’o+h1DbSP SDm 系數(shù)k 1.5（當(dāng)k1時(shí)，取kTf W W 2h2.2DS6-2CpmW 2h2.2DS6-3Cfm按W, 查圖6-4得：Cd2h2.2 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKn 一個(gè)波軸向鋼度KmDEtSCK mb 2 KnKnFN一個(gè)波的軸向位 pD2LEt 04 2(mSEtLDSkEtLDb4 cctc c2(mSEtLDSkEtLDb4 cct薄膜應(yīng)力pDm pt22mSpt彎曲應(yīng)力ph32mSCppE(SC)2b f波紋管經(jīng)向彎曲應(yīng)力5Eb(SpC2)e d計(jì)算p231.5ts計(jì)算d45計(jì)算所有組R0.7pd2ts 對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),對(duì)于奧氏體不銹鋼膨脹節(jié),當(dāng) 2t時(shí),需要進(jìn)行疲勞校 N NT f 370疲勞壽命安全系數(shù)nf (GB/T151－2014，nf15許用循環(huán)次數(shù)NNNnf設(shè)計(jì)要求的操作循環(huán)次數(shù)N1.4mS2ps 2pshp分程隔板厚度計(jì)算和中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研GB/T151-分程隔板兩側(cè)壓力差1)三邊固定一邊簡(jiǎn) 2)長(zhǎng)邊固定短邊簡(jiǎn)3)短邊固定,C邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)23bpB分程隔板厚度計(jì)算和中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研GB/T151-分程隔板兩側(cè)壓力差1)三邊固定一邊簡(jiǎn) 2)長(zhǎng)邊固定短邊簡(jiǎn)3)短邊固定,C邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)23bpB合管箱法蘭計(jì)中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研 CN殼體許用應(yīng)力法蘭f螺栓bd數(shù)量個(gè)墊軟鋁(波紋金屬板內(nèi)包石棉D(zhuǎn)D片-hmb b=b0> b=2.53 DGD外+D內(nèi)b0 DGD外-螺栓受力計(jì)Wa=片-hmb b=b0> b=2.53 DGD外+D內(nèi)b0 DGD外-螺栓受力計(jì)Wa=πbDGy=NWp=Fp+F=NAm=max(Ap,Aa)=Ab n