換熱器實(shí)體建模畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　換熱器是進(jìn)行熱交換操作的常用的工藝設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于各個(gè)換熱的工業(yè)部門。特別是在石油和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中占有很大的作用，換熱器常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。</p><p>　　隨著信息時(shí)代及全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的到來，虛擬制造先進(jìn)的制造模式和技術(shù)正在

2、成為制造工程界研究和應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，本文就針對(duì)虛擬制造技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)———虛擬裝配技術(shù)進(jìn)行了研究。</p><p>　　本文的主要研究?jī)?nèi)容：</p><p>　　此次設(shè)計(jì)主要利用Solidworks軟件對(duì)換熱器進(jìn)行實(shí)體建模。</p><p>　　（1）對(duì)BIU1200甲烷換熱器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概述；</p><p>　?。?）對(duì)BI

3、U1200甲烷換熱器的研究意義及內(nèi)容做了簡(jiǎn)單介紹；</p><p>　?。?）對(duì)BIU1200甲烷換熱器的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　（4）本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，BIU1200甲烷換熱器3D零件庫(kù)的建立及虛擬裝配。</p><p>　　通過這次BIU1200甲烷換熱器實(shí)體的建模使我進(jìn)一步了解了換熱器的結(jié)構(gòu)組成，在裝配的過程中，更加直觀抽象的掌握了換熱器各

4、元件之間的裝配關(guān)系以及相互之間的聯(lián)系。</p><p>　　運(yùn)用Solidworks將二維圖形生成實(shí)體，通過零件之間的關(guān)系組裝成裝配體，然后利用Solidworks工程圖的功能，將裝配后的實(shí)體圖轉(zhuǎn)化成二維平面圖。保存為.dxf格式，在AutoCAD里編輯成圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：換熱器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；實(shí)體建模；虛擬裝配</p><p><b>　　A

5、bstract</b></p><p>　　The heat exchanger is the general process equipment for exchanging heat, and is used in many kinds of the industrial department. Especially, in petroleum and chemical industry prod

6、uction, we usually need The heat exchanger to heat the hypothermia fluid or cool the hypothermia fluid, and carburet the fluid to fume or condense the fume to fluid. </p><p>　　With the coming of Information

7、Times and economy intergrative,advanced pattern of manufacture and technology for Virtual Assembly is becoming important area in manufacture engineering.</p><p>　　This design uses software of Solidworks to b

8、uild model for boiler</p><p>　?。?）Summarize of domestic and overseas developing situation for BIU1200 marsh gas heat exchanger;</p><p>　　（2）Simply introduce research significant and content for

9、BIU1200 marsh gas heat exchanger;</p><p>　?。?）Simply do structural design and strength calculation for BIU1200 marsh gas heat exchanger;</p><p>　?。?）The main point of this design, 3D Design and

10、Virtual Assembly for BIU1200 marsh gas heat exchanger;</p><p>　　Through this substantive process make me know more about structure component of boiler ,in the process of assembly，I learn relationship and con

11、nection between every component of boiler more intuitional and abstract.</p><p>　　Use Solidworks change two-dimension to substantive, assemble component, then , make use of function about schedule drawing in

12、 Solidworks change substantive to two-dimension and save to .dxf pattern,and edit in AutoCAD.</p><p>　　Key Words: the heat exchanger; structural design; solid model building; virtual assembly</p><

13、;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 引 言1</p><p>　　1.1換熱器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　1.2

14、BIU1200甲烷換熱器的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配研究主要研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　1.3 BIU1200甲烷換熱器的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配研究意義4</p><p>　　第2章 BIU1200甲烷換熱器總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 計(jì)算介質(zhì)定性溫度及確定其物性數(shù)據(jù)5</p><p>　　2.2平均有效溫差計(jì)算6</p&

15、gt;<p>　　2.2.1 平均有效溫差6</p><p>　　2.2.2 按流程分配形式修正平均有效溫差6</p><p>　　2.3 熱量衡算7</p><p>　　2.4 物料衡算7</p><p>　　2.5 傳熱計(jì)算8</p><p>　　2.5.1 初選總傳熱系數(shù)，估算換熱面積8

16、</p><p>　　2.5.2 確定換熱管的規(guī)格和排布形式8</p><p>　　2.5.3 估算換熱管根數(shù)8</p><p>　　2.5.4 按介質(zhì)的特性決定流體走向及管程數(shù)9</p><p>　　2.5.5 換熱器排管并確定參數(shù)9</p><p>　　2.5.6 計(jì)算換熱器管程流速、管內(nèi)傳熱系數(shù)10&l

17、t;/p><p>　　2.5.7 計(jì)算殼程流速、管外傳熱系數(shù)12</p><p>　　2.5.8 計(jì)算總傳熱膜系數(shù)15</p><p>　　2.5.9 壁溫計(jì)算15</p><p>　　2.5.10 校核實(shí)際粘度比16</p><p>　　2.5.11 校核傳熱面積16</p><p>　

18、　2.6 壓力降計(jì)算17</p><p>　　2.6.1 管程壓力降17</p><p>　　2.6.2 殼程壓力降18</p><p>　　第3章 BIU1200甲烷換熱器的強(qiáng)度計(jì)算24</p><p>　　3.1 換熱器強(qiáng)度計(jì)算條件的確定24</p><p>　　3.1.1 設(shè)計(jì)壓力的確定24<

19、/p><p>　　3.1.2 換熱器的計(jì)算壓力24</p><p>　　3.1.3 設(shè)計(jì)溫度的確定24</p><p>　　3.1.4 主體材料的選擇24</p><p>　　3.2 容器筒體的強(qiáng)度計(jì)算24</p><p>　　3.2.1 筒體計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能24</p><p>　

20、　3.2.2 筒體的焊接接頭系數(shù)25</p><p>　　3.2.3 容器筒體的厚度計(jì)算25</p><p>　　3.2.4 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核26</p><p>　　3.2.5 壓力及應(yīng)力計(jì)算27</p><p>　　3.3 換熱器封頭強(qiáng)度計(jì)算28</p><p>　　3.3.1 管箱封頭計(jì)算參數(shù)及材料力

21、學(xué)性能28</p><p>　　3.3.2 殼體封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能30</p><p>　　3.4 容器開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算32</p><p>　　3.4.1 接管計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能32</p><p>　　3.4.2 容器開孔數(shù)據(jù)32</p><p>　　3.4.3 管箱接管口的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算33<

22、/p><p>　　3.4.4 筒體接管口的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算37</p><p>　　3.5 容器法蘭計(jì)算39</p><p>　　3.5.1 管箱法蘭的計(jì)算參數(shù)39</p><p>　　3.5.2 管箱法蘭墊片設(shè)計(jì)39</p><p>　　3.5.3 管箱法蘭螺栓設(shè)計(jì)41</p><p>　　3.

23、5.4 管箱法蘭設(shè)計(jì)43</p><p>　　3.6 BIU1200甲烷換熱器管板強(qiáng)度計(jì)算47</p><p>　　3.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇47</p><p>　　3.6.2 管板與換熱管的結(jié)構(gòu)尺寸48</p><p>　　3.6.3 材料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)49</p><p>　　3.6.4管板名義厚度51

24、</p><p>　　3.6.5換熱管軸向應(yīng)力51</p><p>　　3.6.6換熱管與管板連接拉脫力52</p><p>　　3.7 BIU1200甲烷換熱器支座選擇53</p><p>　　第4章 3D零件庫(kù)建立及虛擬裝配研究54</p><p>　　4.1 軟件介紹54</p>&l

25、t;p>　　4.2 零件庫(kù)的建立56</p><p>　　4.2.1 零件的生成56</p><p>　　4.2.2 生成零件56</p><p>　　4.3 虛擬裝配58</p><p>　　4.3.1 裝配體文件的建立58</p><p>　　4.3.2 插入零件58</p><

26、;p>　　4.3.4 本章小結(jié)62</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)64</b></p><p><b>　　致 謝65</b></p><p><b>　　第1章 引 言</b></p><p>　　換熱器是廣泛應(yīng)用于化工、石油化工、動(dòng)力、醫(yī)藥、冶金、制冷

27、、輕工等行業(yè)的一種通用設(shè)備。換熱器的種類繁多，若按其傳熱面的 形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類可分為管型，板型和其他型式換熱器。而管型換熱器又可分為蛇管型換熱器、套管式換熱器、管殼式換熱器。板型換熱器可分為螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翹換熱器、板殼式換熱器。其他型式的換熱器是為了滿足一種特殊要求而出現(xiàn)的換熱器，如回轉(zhuǎn)式換熱器，熱管式換熱器等。在 眾多類型的換熱器結(jié)構(gòu)中，管殼式換熱器是用得最廣泛得一種換熱設(shè)備類型。</p><p&

28、gt;　　BIU1200甲烷換熱器是典型的管殼式換熱器的一種U形管換熱器設(shè)備。U 形管換熱器的結(jié)構(gòu)是只有一塊管板，管束由多跟 U 形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上，換熱管可以自由伸縮。它的優(yōu)點(diǎn)：以 U 形管尾部的自由浮動(dòng)解決了溫差應(yīng)力的問題。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，承壓能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：由于受管彎曲半徑的限制，布管較少。殼程流體易形成短路。壞一根U形管相當(dāng)于壞兩根管，報(bào)廢率較高。 適用范圍：是換熱器中唯一可用于高溫，高壓，高溫差的換熱器。適

29、用于管殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板的場(chǎng)合。</p><p>　　1.1換熱器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　近年來，隨著我國(guó)石化、鋼鐵等行業(yè)的快速發(fā)展，換熱器的需求水平大幅上漲，但國(guó)內(nèi)企業(yè)的供給能力有限，導(dǎo)致?lián)Q熱器行業(yè)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的市場(chǎng)狀態(tài)，巨大的供給缺口需要進(jìn)口來彌補(bǔ) 。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001～20

30、09年，我國(guó)平均每年從國(guó)外進(jìn)口換熱器32.49萬臺(tái)，總金額達(dá)到34.02億美元。其中，僅2004年一年就進(jìn)口了34.11萬臺(tái)，共計(jì)4.9億美元。雖然，我國(guó)的換熱器出口數(shù)量也不少，但其規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)口規(guī)模。2001年，我國(guó)換熱器的進(jìn)口數(shù)量、金額和均價(jià)分別比出口數(shù)量、金額和均價(jià)多44640臺(tái)、8021.6萬美元、245.72美元/臺(tái)；但到了2005年，進(jìn)出口間的差距已擴(kuò)大到75667臺(tái)、34517萬美元和1347.57美元/臺(tái)。這說明，我國(guó)

31、換熱器市場(chǎng)增長(zhǎng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了供給增長(zhǎng)的速度。通過對(duì)U形管換熱器產(chǎn)品近幾年市場(chǎng)價(jià)格的跟蹤與檢測(cè)，U形管換熱器在我國(guó)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，U形管換熱器發(fā)展項(xiàng)目的宏觀的發(fā)展環(huán)境，U形管換熱器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀況激烈，U形管式換熱器在國(guó)內(nèi)外的企業(yè)優(yōu)勢(shì)，U形管式換熱器項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景與其趨勢(shì)，以及中國(guó)本土對(duì)U形管換熱器的項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題，都是我們要在未來所要解決的問題［1］。</p><p>　　本設(shè)計(jì)所需的一些軟件，如SOLI

32、DWORKS軟件，它自1996年問世之后，就進(jìn)入了中國(guó)的CAD/CAM市場(chǎng)，數(shù)年來SOLIDWORKS軟件在草圖圖元類型，編輯和復(fù)制草圖功能，以及編輯與復(fù)制特征功能上，都有長(zhǎng)足的進(jìn)步，更增添了許多有關(guān)曲線以及曲面的構(gòu)圖功能，可以讓設(shè)計(jì)師更方便地建立腦海中想要的造型。Solidworks一貫倡導(dǎo)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的“功能強(qiáng)大”、“易用性”和“高效性”。使用Solidworks進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員不僅能體會(huì)到Solidworks強(qiáng)大的建模能

33、力、裝配能力以及靈活的工程圖操作，而且可以感受到Solidworks設(shè)計(jì)時(shí)所帶來的輕松和效率[2]。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)，最流行的CAD軟件莫過于AutoCAD。但在整個(gè)CAD工程應(yīng)用領(lǐng)域，AutoCAD等二維CAD軟件只能被稱為低端應(yīng)用，而面向汽車和飛機(jī)等復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用的CATIA、UG和Pro\ENGINEER等稱為高端CAD軟件。近年來發(fā)展迅猛的Solidworks、Solidworks等被稱為C

34、AD中端軟件。為了適應(yīng)新的形勢(shì)，國(guó)家勞動(dòng)和社會(huì)保障部啟動(dòng)了全國(guó)現(xiàn)代制造技術(shù)應(yīng)用軟件遠(yuǎn)程培訓(xùn)工程，以解決數(shù)控技工緊缺等突出問題，為現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用和推廣打下良好的人才基礎(chǔ)。同時(shí)我國(guó)也加緊了在國(guó)產(chǎn)CAD/CAM/CAE軟件的研發(fā)工作，國(guó)產(chǎn)CAXA系列CAD/CAM軟件就是其中之一，CAXA系列CAD/CAM軟件具有技術(shù)領(lǐng)先、全中文界面、易學(xué)、實(shí)用等特點(diǎn)，是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格、功能強(qiáng)大的三維造型、曲面實(shí)體完美結(jié)合的CAD/CAM一體

35、化軟件。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了造型設(shè)計(jì)、生成加工代碼、檢驗(yàn)一體化的的全面解決方案，目前已廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、汽車、機(jī)械加工、電子、電力、家電、輕工、設(shè)備制造等行業(yè)。</p><p>　　在這些CAD/CAM/CAE軟件中中端軟件Solidworks在設(shè)計(jì)效率、操作的便易程度等方面，都是當(dāng)之無愧的佼佼者。中端CAD軟件在功能方面稍遜于高端CAD軟件，但已經(jīng)完全可以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的所有要求，命令

36、執(zhí)行過程更為簡(jiǎn)單直觀，擁有較高的建模效率因而特別適合中小企業(yè)。它對(duì)于現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)過程的支持體現(xiàn)在下下面幾個(gè)方面：1、采用三維方式表達(dá)產(chǎn)品模型。2、參數(shù)化。3、一致性。4、對(duì)于高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)的支持：自頂向下設(shè)計(jì)。5、豐富的工程應(yīng)用支持。6、豐富的檢測(cè)手段，保持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性，降低設(shè)計(jì)失誤。7、產(chǎn)品展示。8網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)與協(xié)作[3]~[4]。</p><p>　　Solidworks公司剛發(fā)布的最新版本SolidWorks

37、2008,除了有超過200項(xiàng)新增功能外，還推出了創(chuàng)新的Solidworks智能特性技術(shù)――SWIFT。該技術(shù)首次將3D CAD最具挑戰(zhàn)性設(shè)計(jì)操作中的專家級(jí)技術(shù)交付到每位用戶手中。SWIFT技術(shù)平臺(tái)，包括特征專家、草圖專家、配合專家、尺寸專家。它將影響CAD技術(shù)的發(fā)展并引領(lǐng)三維設(shè)計(jì)進(jìn)入新的潮流[5]。</p><p>　　1.2 BIU1200甲烷換熱器的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配研究主要研究?jī)?nèi)容</p>&

38、lt;p>　　課題的主要工作內(nèi)容如下:</p><p>　　1. 全面搜集大量相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。</p><p>　　2. 利用Solidworks所提供的各項(xiàng)造型命令和功能，進(jìn)行BIU1200甲烷換熱器進(jìn)出料（U形管式）換熱器設(shè)計(jì)。</p><p>　　3. 基于Solidworks環(huán)境，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)、工程制圖等關(guān)鍵技術(shù)研究BIU1200甲烷換熱

39、器進(jìn)出料（U形管式）換熱器的三維建模。</p><p>　　4. 采用級(jí)聯(lián)層次單元模型建立產(chǎn)品模型的方法，對(duì)BIU1200甲烷換熱器進(jìn)出料（U形管式）換熱器進(jìn)行虛擬建模、虛擬裝配，然后對(duì)BIU1200甲烷換熱器進(jìn)出料（U形管式）換熱器虛擬模型進(jìn)行干涉分析，為檢查BIU1200甲烷換熱器進(jìn)出料（U形管式）換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的動(dòng)靜態(tài)干涉問題，為裝配過程提供正確、有效的裝配序列和驗(yàn)證路徑規(guī)劃的合理性提供可靠的依據(jù)[6]。

40、</p><p>　　5. 結(jié)合Solidworks強(qiáng)大的二維工程圖編輯功能， 提出三維(3D)向二維(2D)自動(dòng)轉(zhuǎn)換建立工程圖的方法，生成BIU1200甲烷換熱器進(jìn)出料（U形管式）換熱器零部件模型的二維工程圖。</p><p>　　1.3 BIU1200甲烷換熱器的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配研究意義</p><p>　　BIU1200甲烷換熱器是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備。它

41、有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、造價(jià)低廉、用材廣泛、清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在化、石油、冶金、制藥等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　在換熱器制造中，專業(yè)化生產(chǎn)的趨勢(shì)仍將繼續(xù)。加工中向“多軸化”和“數(shù)字控制化”發(fā)展。采用新技術(shù)、新工藝、新材料，提高自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低制造成本仍將是基本發(fā)展目標(biāo)。</p><p>　　隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗量不斷增加，能源緊張已成為一個(gè)世界

42、性的問題。為了緩和能源的緊張狀況，世界各國(guó)要競(jìng)相采取各種節(jié)能措施，大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，已成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的一個(gè)重要課題，換熱器在節(jié)能技術(shù)改革中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器，提高這些換熱器效率，顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著的提高設(shè)備的熱效率。</p><p>　　第2章 BIU1200甲烷換熱器總體設(shè)計(jì)</p>

43、<p>　　計(jì)算介質(zhì)定性溫度及確定其物性數(shù)據(jù)</p><p>　　表2-1 介質(zhì)的溫度及流量</p><p>　　流體的平均溫度Tm和tm: </p><p>　　Tm =（215+90）/2 =152.5℃</p><p>　　tm = （150+27）/2=88.5℃</p><p>　　按介質(zhì)的定

44、性溫度，查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)[4][5]。介質(zhì)的定性溫度及物性數(shù)據(jù)見表2-2：</p><p>　　表2-2 介質(zhì)的定性溫度及物性數(shù)據(jù)</p><p>　　2.2平均有效溫差計(jì)算</p><p><b>　　平均有效溫差</b></p><p>　　平均有效溫差按式（2-1）計(jì)算</p>&l

45、t;p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中: ——?dú)こ坛隹跍囟龋?150℃</p><p>　　——?dú)こ踢M(jìn)口溫度，=215℃</p><p>　　——管程出口溫度，=90℃</p><p>　　——管程進(jìn)口溫度，=27℃</p><p><b>　　℃<

46、;/b></p><p>　　按流程分配形式修正平均有效溫差</p><p><b>　　計(jì)算參數(shù)和為：</b></p><p>　　按和查有關(guān)圖表[4]得到溫差修正系數(shù)：</p><p>　　修正后平均有效溫差，按式（2-2）計(jì)算</p><p><b>　　（2-2）</

47、b></p><p>　　式中：——平均有效溫差，℃</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　熱量衡算</b></p><p>　　熱流量按式（2-3）計(jì)算</p><p><b>　?。?-3）</b></p&g

48、t;<p>　　式中：——75%H2?，N2混合氣流量，</p><p>　　——75%H2?，N2混合氣的比熱，</p><p><b>　　物料衡算</b></p><p>　　75%H2、N2精制氣流量按式（2-4）計(jì)算</p><p><b>　　（2-4）</b></p

49、><p>　　式中： ——熱流量，</p><p>　　——75%H2、N2精制氣的比熱，</p><p><b>　　傳熱計(jì)算</b></p><p>　　初選總傳熱系數(shù)，估算換熱面積</p><p>　　由文獻(xiàn)[6]初選總傳熱系數(shù)值，，單位：</p><p>　　計(jì)算換熱面

50、積，按式（2-5）計(jì)算</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：——修正后的平均有效溫差，℃</p><p>　　確定換熱管的規(guī)格和排布形式</p><p><b>　　換熱管外徑：</b></p><p><b>　　換熱管內(nèi)徑：

51、</b></p><p><b>　　換熱管壁厚：</b></p><p><b>　　換熱管長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　換熱管間距： </b></p><p>　　所以可以看出換熱管排布形式為：正方形排布，旋轉(zhuǎn)</p><p&g

52、t;<b>　　估算換熱管根數(shù)</b></p><p>　　換熱管根數(shù)按式（2-6）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：——估算的換熱面積， </p><p><b>　　——換熱管外徑，</b></p><p&

53、gt;<b>　　——換熱管長(zhǎng)度，</b></p><p>　　按介質(zhì)的特性決定流體走向及管程數(shù)</p><p>　　為便于清潔，75%H2、N2精制氣決定走管程，75%H2、N2混合氣走殼程；管程數(shù)。</p><p>　　換熱器排管并確定參數(shù)</p><p>　　根據(jù)估算的換熱管根數(shù)，按轉(zhuǎn)正方形排列，換熱管的排列見圖2

54、-1。相關(guān)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　圖2-1 換熱管排列</p><p><b>　　殼體內(nèi)徑：</b></p><p>　　中心排管邊緣最大直徑：</p><p><b>　　換熱管的根數(shù)：</b></p><p>　　接近中心線管排上的管子數(shù)：16</

55、p><p>　　折流板切口率（或缺口尺寸）：</p><p><b>　　圓缺區(qū)內(nèi)的管子數(shù)：</b></p><p><b>　　折流板上的管口數(shù)：</b></p><p><b>　　拉桿數(shù)量：12</b></p><p>　　折流板上的拉桿孔數(shù)：6 &l

56、t;/p><p><b>　　旁路擋板數(shù)</b></p><p><b>　　折流板間距</b></p><p><b>　　折流板數(shù)量</b></p><p>　　計(jì)算換熱器管程流速、管內(nèi)傳熱系數(shù)</p><p>　　管內(nèi)的實(shí)際75%H2、N2精制氣速度：

57、</p><p><b>　　（2-7）</b></p><p>　　式中：——換熱管內(nèi)徑，</p><p>　　——管內(nèi)75%H2、N2精制氣流量，</p><p><b>　　——換熱管數(shù)量，</b></p><p><b>　　——管程數(shù)，</b>

58、</p><p>　　——管內(nèi)75%H2、N2精制氣的密度，</p><p><b>　　雷諾準(zhǔn)數(shù)：</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中：——75%H2、N2精制氣的粘度，</p><p><b>　　——換熱管內(nèi)徑，&

59、lt;/b></p><p><b>　　普蘭德準(zhǔn)數(shù)：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：——75%H2、N2精制氣的導(dǎo)熱系數(shù)，</p><p>　　換熱器管程傳熱系數(shù)：</p><p><b>　?。?-10）

60、</b></p><p>　　——75%H2、N2精制氣的導(dǎo)熱系數(shù)，</p><p><b>　　——換熱管內(nèi)徑，</b></p><p>　　計(jì)算殼程流速、管外傳熱系數(shù)</p><p><b>　　殼程當(dāng)量直徑：</b></p><p><b>　　（

61、2-11）</b></p><p>　　式中：——?dú)んw內(nèi)徑，</p><p><b>　　——換熱管外徑，</b></p><p><b>　　——換熱管數(shù)量，</b></p><p>　　流體橫過管束時(shí)的流通面積： </p><p><b>　　(2

62、-12)</b></p><p>　　式中： ——折流板間距，</p><p>　　——換熱管間距 ， t=0.05m </p><p>　　折流板的切除高度： </p><p><b>　　（2-13）</b></p><p>　　式中：——折流板切口率（或缺口尺寸），</p

63、><p><b>　　—弓形區(qū)扇角，</b></p><p>　　折流板的弦長(zhǎng)： </p><p><b>　　(2-14)</b></p><p><b>　　弓形面積：</b></p><p><b>　?。?-15）</b&g

64、t;</p><p>　　式中：——折流板的切除高度，H=0.3m </p><p>　　管子截面積與殼體截面積之比：</p><p>　　正方形排列： (2-16)</p><p>　　圓缺區(qū)內(nèi)的流通面積：</p><p><b>　　(2-17

65、)</b></p><p>　　幾何平均流通面積： (2-18)</p><p>　　單位面積的質(zhì)量流量： </p><p><b>　　(2-19) </b></p><p>　　式中：——?dú)こ虤怏w流量，</p><p>　　雷

66、諾準(zhǔn)數(shù)： （2-20）</p><p>　　式中：——75%H2、N2混合氣的粘度，</p><p>　　普蘭德準(zhǔn)： （2-21）</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[4]假設(shè)粘度比： </p><p>　　殼程給熱系數(shù)： (2-22)</p>

67、;<p>　　式中：——75%H2、N2混合氣的導(dǎo)熱系數(shù)，</p><p><b>　　計(jì)算總傳熱膜系數(shù)</b></p><p>　　查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)[8]，得到以下參數(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　殼側(cè)污垢熱阻： </p><p>　　管側(cè)污垢熱阻： </p><p>

68、;　　管壁導(dǎo)熱系數(shù)： </p><p>　　根據(jù)以上參數(shù)和數(shù)據(jù)，可由公式（2-23）計(jì)算總傳熱膜系數(shù)：</p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　式中：——換熱管壁厚，</p><p><b>　　所以： </b></p><p><

69、;b>　　壁溫計(jì)算</b></p><p>　　殼側(cè)壁溫 按式（2-24）計(jì)算得出：</p><p><b>　　（2-24）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：℃</b></p><p>　　管側(cè)壁溫按式（2-25）計(jì)算得出：</p><p>

70、;<b>　　（2-25）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： ℃</b></p><p><b>　　平均壁溫：℃</b></p><p><b>　　校核實(shí)際粘度比</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[6]查得熱流體在壁溫下的粘度<

71、;/p><p>　　殼側(cè)實(shí)際粘度比 </p><p><b>　　校核傳熱面積</b></p><p><b>　　計(jì)算傳熱面積：</b></p><p><b>　　實(shí)際傳熱面積：</b></p><p><b>　　面積裕度：</

72、b></p><p><b>　　，滿足換熱要求。</b></p><p><b>　　壓力降計(jì)算</b></p><p><b>　　管程壓力降</b></p><p><b>　　（1）直管壓力降</b></p><p>

73、　　根據(jù)查圖[7]得到管內(nèi)摩擦系數(shù)</p><p>　　直管壓力降按公式（2-26）計(jì)算得出：</p><p>　?。?-26） </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　?。?）管程回彎壓力降</p><p><b>　?。?-27）</b&

74、gt;</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得: </b></p><p>　　（3）管箱進(jìn)出口壓力降</p><p>　　由文獻(xiàn)[5]假定管箱進(jìn)出口速度：</p><p>　　管箱進(jìn)出口壓力降按公式（2-28）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-28）</b>

75、</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得： </p><p><b>　　（4）管程總壓力降</b></p><p><b>　?。?-29）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　管程總壓力降，滿足壓力降要求。&l

76、t;/p><p><b>　　殼程壓力降</b></p><p>　　管束垂直流動(dòng)的壓力降</p><p>　　接近中心管排處的最小錯(cuò)流截面積FB按公式（2-30）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-30）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： &

77、lt;/b></p><p>　　接近中心排管處垂直流動(dòng)的最大質(zhì)量速度GB按公式（2-31）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　　接近中心排管處的雷諾數(shù)：</p><p>

78、;　　由文獻(xiàn)[4]查得摩擦系數(shù) </p><p>　　管束外緣與殼體內(nèi)壁之間的流通截面積Fc按公式（2-32）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-32） </b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　旁流修正系數(shù)按公式（2-33）計(jì)算得出：</p

79、><p><b>　?。?-33）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　　壓力降按公式（2-34）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-34）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：&l

80、t;/b></p><p>　?。?）通過折流板缺口處流動(dòng)的壓力降</p><p>　　由文獻(xiàn)[5]查得計(jì)算系數(shù)：</p><p><b>　　切邊率25%，</b></p><p>　　折流板缺口處的流通面積按公式（2-35）計(jì)算得出：</p><p><b>　　（2-35）&

81、lt;/b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　　折流板缺口處的流速按公式（2-36）計(jì)算得出：</p><p><b>　　（2-36）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p&

82、gt;　　最小錯(cuò)流截面上的流速按公式（2-37）計(jì)算得出：</p><p><b>　　（2-37）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　　幾何平均流速按公式（2-38）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-38）</b><

83、;/p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　　壓力降按公式（2-39）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-39）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得： </b></p><p>　?。?）殼體中的壓力降<

84、;/p><p>　　折流板的管孔和傳熱管外徑之間的間隙的流通截面積按公式（2-40）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-40）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　折流板的管孔和殼體內(nèi)壁之間的間隙的流通截面積按公式（2-41）計(jì)算得出：</p&g

85、t;<p><b>　?。?-41） </b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　按，查圖[6]得到壓力降修正系數(shù)：</p><p>　　修正系數(shù)按公式（2-42）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-42）</b>&l

86、t;/p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　殼體壓力降按公式（2-43）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-43）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　?。?）殼程進(jìn)出管中的壓力降

87、</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[9]假定殼程進(jìn)出口速度：</p><p>　　殼程進(jìn)出管中的壓力降按公式（2-44）計(jì)算得出：</p><p><b>　?。?-44）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　?。?）殼程

88、總壓力降</b></p><p>　　殼程總壓力降按公式（2-45）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-45）</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　殼程總壓力降：，滿足壓力降要求。</p><p>　　第3章 BI

89、U1200甲烷換熱器的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　換熱器強(qiáng)度計(jì)算條件的確定</p><p><b>　　設(shè)計(jì)壓力的確定</b></p><p>　　由于換熱器沒有安全閥，故換熱器的設(shè)計(jì)壓力按換熱器的最高工作壓力確定。即：</p><p>　　根據(jù)換熱器整個(gè)系統(tǒng)的受壓情況，取設(shè)計(jì)壓力P=3.36Mpa。</p>

90、;<p><b>　　換熱器的計(jì)算壓力</b></p><p>　　鋼制壓力容器的計(jì)算壓力等于其設(shè)計(jì)壓力加上液柱靜壓力。因換熱器的液柱靜壓力遠(yuǎn)小于5%的設(shè)計(jì)壓力可忽略不計(jì)，故換熱器的計(jì)算壓力等于其設(shè)計(jì)壓力，即：</p><p>　　Pc=P=3.36Mpa</p><p><b>　　設(shè)計(jì)溫度的確定</b>&

91、lt;/p><p>　　容器的設(shè)計(jì)溫度取低于金屬壁溫可能達(dá)到的最低溫度和高于金屬壁溫可能達(dá)到的最高溫度。本設(shè)計(jì)考慮換熱器的一般工作情況，設(shè)計(jì)溫度的取值為230℃。</p><p><b>　　主體材料的選擇</b></p><p>　　換熱器的主體材料按文獻(xiàn)[2]確定。筒體和封頭采用鋼板制造，按GB6654-1996《壓力容器用鋼板》選用，材料均為

92、16MnR；接管按GB/T8163-1987《輸送流體用無縫鋼管》選用，材料為16MnR,10；法蘭按JB4726-2000《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件》選用，材料均為16Mn，II級(jí)鍛件。</p><p>　　容器支座選用較為經(jīng)濟(jì)的材料Q235-A.F制造。</p><p><b>　　容器筒體的強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　筒體

93、計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　筒體計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能見表3-1[9]：</p><p>　　表3-1 筒體計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p><b>　　筒體的焊接接頭系數(shù)</b></p><p>　　筒體的焊接接頭采用單面焊接，局部探傷，故焊接接頭系數(shù)Φ=1。</p><p&

94、gt;<b>　　容器筒體的厚度計(jì)算</b></p><p>　?。?）筒體的計(jì)算厚度</p><p>　　因Pc≦0.4Φ=0.4x150x1=60Mpa,故筒體的厚度按式(3-1)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中：——計(jì)算壓力， Pc=3.36Mp

95、a</p><p>　　——筒體內(nèi)直徑，Di=1200mm </p><p>　　——設(shè)計(jì)溫度下筒體材料的許用應(yīng)力，</p><p>　　——焊縫系數(shù)，Φ=1 </p><p>　　〥=3.36x1200/(2x150x1-3.36)=13.6mm</p><p>　?。?）筒體的設(shè)計(jì)厚度</p><

96、;p>　　筒體的設(shè)計(jì)厚度等于筒體的計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和，即：</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中：——腐蝕裕量， C2=3mm</p><p>　　〥d=13.6+3=16.6mm</p><p>　?。?）筒體的名義厚度</p><p>　　筒體的名

97、義厚度等于筒體的設(shè)計(jì)厚度加上鋼板負(fù)偏差后向上圓整至鋼板規(guī)格厚度。鋼板負(fù)偏差C1=0，考慮到容器支座和開孔的影響，取筒體的名義厚度為〥n=18mm.</p><p>　?。?）筒體的有效厚度</p><p>　　筒體的有效厚度按式(3-3)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　〥e=1

98、8-0-3=15mm</p><p><b>　　壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核</b></p><p><b>　?。?）水壓試驗(yàn)壓力</b></p><p>　　筒體的水壓試驗(yàn)壓力按式(3-4)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p&g

99、t;　　式中：——設(shè)計(jì)壓力， p=3.36Mpa</p><p>　　——試驗(yàn)溫度下的材料許用應(yīng)力， </p><p>　　PT=3.36X1.25X1=4.2Mpa</p><p>　?。?）壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中：—

100、—試驗(yàn)溫度下的材料屈服極限，</p><p>　　=0.9x305x1=274.5Mpa</p><p>　?。?）試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力</p><p>　　試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力按式(3-6)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　=4.2X(1200+15)/

101、2X15X1=170.1Mpa</p><p><b>　?。?）校核結(jié)論</b></p><p>　　，水壓試驗(yàn)較核合格，圓筒厚度滿足水壓試驗(yàn)要求。</p><p><b>　　壓力及應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　?。?）最大允許工作壓力</p><p>　　殼體的最

102、大允許工作壓力按式(3-7)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　=2x150x1x15/(1200+15)=3.704Mpa</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　設(shè)計(jì)溫度下殼體的計(jì)算應(yīng)力按式(3-8)計(jì)算：</p><p>&l

103、t;b>　　(3-8)</b></p><p>　　=3.36X(1200+15)/2X15=136Mpa</p><p><b>　　換熱器封頭強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　管箱封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能與筒體相同[7]</p>&

104、lt;p>　　表3-2 封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　（1）封頭的焊接接頭系數(shù)與筒體相同，Φ=1。</p><p>　?。?）封頭的計(jì)算厚度</p><p>　　選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其計(jì)算厚度按式(3-9)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p&

105、gt;　　式中：——標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭</p><p>　　=1x3.36x1200/(2x154x1-0.5x3.36)=13.2mm</p><p>　?。?）封頭的設(shè)計(jì)厚度</p><p>　　封頭的設(shè)計(jì)厚度等于封頭的計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和，即：</p><p>　　式中：——腐蝕裕量，=3mm</p><p>　　

106、=13.2+3=16.2mm</p><p>　　（4）封頭的最小厚度</p><p>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其最小厚度為：</p><p>　　〥min=0.0015x1200=1.8mm</p><p>　?。?）封頭的名義厚度</p><p>　　考慮到對(duì)容器筒體的加強(qiáng)，取封頭的名義厚度為〥n=20mm<

107、/p><p>　?。?）封頭的有效厚度</p><p>　　=20-3-0=17mm</p><p>　?。?）最大允許工作壓力</p><p>　　封頭的最大允許工作壓力按式(3-10)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　=2x154

108、x1x15/(1200+0.5x15)=3.83Mpa</p><p>　　殼體封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能與筒體相同，見表3-3</p><p>　　表3-3 封頭計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　（1）殼體封頭的焊接接頭系數(shù)</p><p>　　封頭的焊接接

109、頭系數(shù)與筒體相同，Φ=1。</p><p>　　（2）封頭的計(jì)算厚度</p><p>　　選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其計(jì)算厚度按式(3-9)計(jì)算：</p><p>　　式中：——標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，， </p><p><b>　　=13.2mm</b></p><p>　?。?）封頭的設(shè)計(jì)厚度</p

110、><p>　　封頭的設(shè)計(jì)厚度等于封頭的計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和，即：</p><p>　　式中：——腐蝕裕量，=3mm</p><p>　　=13.2+3=16.2mm</p><p>　?。?）封頭的最小厚度</p><p>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其最小厚度為：</p><p>　　〥min=0.

111、0015x1200=1.8mm</p><p>　　（5）封頭的名義厚度</p><p>　　考慮到對(duì)容器筒體的加強(qiáng)，取封頭的名義厚度為〥n=18mm</p><p>　?。?）封頭的有效厚度</p><p>　　=18-3-0=15mm</p><p>　?。?）最大允許工作壓力</p><p&g

112、t;　　封頭的最大允許工作壓力按式(3-10)計(jì)算：</p><p>　　=2x154x1x15/(1200+0.5x15)=3.83Mpa</p><p><b>　　容器開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</b></p><p>　　接管計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能</p><p>　　接管計(jì)算參數(shù)及材料力學(xué)性能與筒體相同，見表3-1。<

113、/p><p><b>　　容器開孔數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　循環(huán)水進(jìn)出口直徑：</b></p><p>　　式中：——75%H2、N2混合氣在進(jìn)出口接管的最大流速</p><p>　　75%H2、N2精制氣的進(jìn)出口直徑：</p><p>　　式中：——環(huán)戊烷在進(jìn)出

114、口接管的最大流速</p><p>　　容器開孔數(shù)據(jù)見表3-4：</p><p>　　表3-4 容器開孔數(shù)據(jù)表</p><p>　　管箱接管口的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p><b>　?。?）開孔直徑</b></p><p><b>　　(3-11)</b></p>

115、<p>　　式中：——接管的內(nèi)徑， di=20mm</p><p>　　——接管的腐蝕余量，=3mm </p><p>　　——接管的壁厚負(fù)偏差，=0</p><p>　　=20+2x(3+0)=26mm</p><p>　?。?）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　　(3-12)<

116、/b></p><p>　　式中：——封頭開孔處的計(jì)算厚度，=17mm</p><p>　　——接管名義厚度，=2.5mm</p><p>　　——強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與封頭材料許用應(yīng)力之比值： </p><p>　　=26x17+2x17x2.5x(1-0.97)=453.05mm2</p><p&

117、gt;<b>　　（3）開孔補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p>　?、?有效寬度： (3-13)</p><p>　　式中：——管箱短節(jié)名義厚度，=20</p><p>　　=(2x26,26+2x20+2x2.5)=71mm</p><p>　?、?接管外側(cè)有效高度：

118、(3-14)</p><p>　　式中：接管實(shí)際外伸高度為8.1mm</p><p><b>　　=8.1mm</b></p><p>　?、?接管內(nèi)側(cè)有效高度： (3-15)</p><p>　　式中：接管實(shí)際內(nèi)伸高度為</p><p><b>　　（4）補(bǔ)強(qiáng)面積</

119、b></p><p>　　① 封頭上多余金屬面積：</p><p><b>　　(3-16)</b></p><p>　　式中：——接管的有效厚度，=17mm</p><p>　　=(88-25)(18-15)-2x17(18-15)(1-0.97)=185.94mm2</p><p>　　

120、②接管上多與金屬面積：</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　式中：——接管的計(jì)算厚度， (3-18)</p><p>　　=3.36x20/（2X154-3.36）=0.22mm</p><p>　　A2=147.3 mm2</p><

121、;p><b>　?、?焊縫金屬面積：</b></p><p>　?、?補(bǔ)強(qiáng)面積： (3-19)</p><p>　　=185.94+147.3+36=369.24 mm2</p><p>　?。?）補(bǔ)強(qiáng)判定因該接管需補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　A4=45

122、3.1-369.24=83.86 mm2</p><p>　?。?）需補(bǔ)強(qiáng)金屬面積</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　式中：——補(bǔ)強(qiáng)圈外直徑，</p><p><b>　　——補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)直徑，</b></p><p><b>　　—

123、—補(bǔ)強(qiáng)圈厚度，</b></p><p><b>　　因補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。</b></p><p>　　筒體接管口的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p><b>　?。?）開孔直徑</b></p><p>　　式中：——接管的內(nèi)徑，=20mm</p><p>　　——接管的壁厚負(fù)偏

124、差，=0mm</p><p>　　——接管的腐蝕余量，=2.5mm</p><p>　　d=20+2x(2.5+0)=25mm</p><p>　　（2）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p>　　式中：——?dú)んw開孔處的計(jì)算厚度，</p><p>　　——接管名義厚度，=2.5mm</p><p>　

125、　——強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值：</p><p>　　=25x2.9212+2x2.9212x2.5x(1-0.97)=73.47 mm2</p><p><b>　?。?）開孔補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p>　?、?有效寬度： </p><p>

126、　　式中：——?dú)んw名義厚度，=18mm</p><p>　?、?接管外側(cè)有效高度： </p><p>　　式中：接管實(shí)際外伸高度為</p><p><b>　　=8.1mm</b></p><p>　?、?接管內(nèi)側(cè)有效高度： </p><p>　　式中：接管實(shí)際內(nèi)伸高度為<

127、;/p><p><b>　?。?）補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　?、?封頭上多余金屬面積： </p><p>　　式中：——接管的有效厚度，=3.75mm</p><p>　?、?接管上多與金屬面積： </p><p>　　式中：——接管的計(jì)算厚度，

128、 </p><p><b>　?、?焊縫金屬面積：</b></p><p><b>　?、?補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　?。?）補(bǔ)強(qiáng)判定</b></p><p>　　因該接管不需要補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　容器法蘭

129、計(jì)算</b></p><p><b>　　管箱法蘭的計(jì)算參數(shù)</b></p><p>　?。?）計(jì)算壓力[9]</p><p>　　計(jì)算壓力取3.2Mpa</p><p><b>　?。?）法蘭設(shè)計(jì)溫度</b></p><p>　　法蘭設(shè)計(jì)溫度取230℃</

130、p><p><b>　?。?）螺栓設(shè)計(jì)溫度</b></p><p>　　螺栓設(shè)計(jì)溫度取230℃</p><p><b>　　管箱法蘭墊片設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（1）墊片材料、密封面型式</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)條件，采用金屬板墊片，密封面型式采用凸凹密封面。<

131、;/p><p><b>　　（2）墊片參數(shù)</b></p><p>　　參照GB150表9-2?。?，。</p><p><b>　?。?）墊片尺寸</b></p><p>　　參照J(rèn)B4705-92金屬包墊片，取墊片內(nèi)徑d=564.2mm，外徑D=605mm，墊片寬度。</p><p

132、>　?。?）墊片密封有效寬度</p><p>　　查GB150表9-1中1a，得墊片基本密封寬度。因，所以墊片密封有效寬度為：。</p><p>　　（5）墊片壓緊力作用中心圓直徑</p><p>　　DG=墊片接觸面外徑-2b=605-2x8=584.2mm</p><p><b>　?。?）墊片壓緊力</b>&

133、lt;/p><p>　?、?預(yù)緊狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力按GB150式9-1計(jì)算：</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　?、?操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力按GB150式9-2計(jì)算：</p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>