kW水冷式管壳冷凝器_设计说明书.doc

课课 程程 设设 计计 课程名称 热交换器课程设计 题目名称 111kW 水冷式冷凝器 学生学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2012 年 07 月 05 日 课程设计任务书课程设计任务书 一、课程设计的内容 设计一台冷库用冷凝器。冷凝器热负荷=111kW，冷凝温度40，制 k Q k t 冷剂为 R22。冷却水进出口温度分别为：进口温度32，出口温度 2 t 36。 2 t 二、课程设计的要求与数据 1）学生在教师指导下独立完成设计。 2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。 3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标 注规范，用计算机绘图。 4）说明书要求： 文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。 格式要求： （1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文， 包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及 阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；心得体会 等；（6）参考文献 三、课程设计应完成的工作 1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书 1 份； 2）绘制换热器的装配图 1 张，拆画零件图 12 张。 四、课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1 学生分组；布置任务；根据设计任务收集有关 的原始资料，并选定热交换器的型式等。指定教室 6.25 2 进行换热器设计计算（包括传热计算、结构计 算、流动阻力计算和强度计算等）宿舍 6.26-6.28 3 编写设计说明书（严格按照广东工业大学课程 设计说明书撰写规范编写）宿舍 6.29-6.30 4 绘制换热器装配图 1 张；拆画零件图 12 张宿舍 7.0-7.5 5 设计答辩及成绩评定指定教室 7.6-7.6 五、应收集的资料及主要参考文献 1 吴业正. 制冷原理及设备（第 2 版）M. 西安：西安交通大学出版社, 1998. 2 吴业正.小型制冷装置设计指导M.北京：机械工业出版社,1999. 3 史美中,王中铮.热交换器原理与设计M.南京：东南大学出版社，2003. 4 余建祖.换热器原理与设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2006. 5 杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）M. 北京：高等教育出版社，2006. 6 中华人民共和国国家标准管壳式换热器（GB1511999）. 7 其它设计资料：包括各种换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设备 手册、制冷机工艺等相关资料. 发出任务书日期：2012 年 6 月 25 日 指导教师签名： 计划完成日期： 2012 年 7 月 06 日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 设设 计计 总总 说说 明明 本课程设计是设计一个热负荷为 111kW 的水冷式管壳冷凝器。本课程设计 是在给定冷凝器换热量，制冷剂为 R22，冷凝温度40，冷却111 k QkW k t 水进口温度32，冷却水出口温度36，假定蒸发温度、制 2 t 2 t 0 15tC 冷剂过热度为的条件下进行设计的。5 r tC 整个设计过程主要包括传热设计计算、水的流动阻力计算、结构设计计算、 配件选择及主要配件的强度校核，同时结合整体设备运行原理，对该水冷式管 壳冷凝器各性能参数进行校正。本次设计先从传热设计计算着手，先根据热力 循环对系统进行热力计算，同时采用假定热流密度及试凑法进行计算以确定较 好的工作点，其中传热设计计算与结构设计计算相互交叉进行，接着计算水的 流动阻力以及零部件的选取，最后进行强度计算与强度校核。设计内容包括了 换热管的布置排列，换热管和流程数、管长、壳体、端盖、法兰、螺栓和垫片 等的选取。 经过设计计算，可以知道壳管式冷凝器的换热面积为、流程数 2 0 22.24Fm N=2，总管数，有效单管长，制冷剂蒸汽进口管径80N Z根1.69lm ，制冷剂液体出口管径，冷却水进出口管径为，42 2.538 2.5108 4.0mm 水泵最小功率为。1414PekW 通过本次的设计，得到了一个较合理的水冷式管壳冷凝器。 关键词关键词：冷凝器 管壳式 热交换器 课程设计 目目 录录 一、冷凝器热力、结构计算一、冷凝器热力、结构计算2 2 1.1 冷凝器的传热循环的确定 2 1.2 冷却水流量和平均传热温差的确定 3 vs q m T 1.3 换热管的选型 4 1.5 确定每流程管数 Z、有效单管长 及流程数 N 5l 1.6 传热管的布置排列及主体结构 6 1.7 传热计算及所需传热面积确定 6 二、冷却水侧阻力计算二、冷却水侧阻力计算9 9 三、冷凝器的配件及其强度校核三、冷凝器的配件及其强度校核1010 3.1 连接管管径计算 .10 3.2 防冲板 .11 3.3 壳体 .12 3.4 管板 .12 3.5 端盖 .12 3.6 支座 .13 3.7 支撑板 .14 3.8 拉杆 .14 3.9 法兰类选择 .14 3.10 垫片 17 3.11 螺栓 18 3.12 分程隔板 19 四、主要参考文献四、主要参考文献2020 五、心得体会五、心得体会2121 1 一、冷凝器热力、结构计算一、冷凝器热力、结构计算 1.11.1 冷凝器的传热循环的确定冷凝器的传热循环的确定（如图（如图 1 1 所示）所示） 图 1 根据冷库的实际工作工况：取蒸发温度，过热度，即 0 15tC 5 r tC 吸入温度，冷凝器出口温度。 1 10tC 4 40 k ttC 查 冷库制冷设计手册第 441 页图 6-7， R22 在压缩过程指示功率 i=0.82 123 33 42 R ,445,418, 2500.02 s hkJ kg hkJ kg hkJ kg hkJ kgm kgvm kg -3 4 查22压焓图得 =405 ，=0. 886 10， t21 w =h -h =445-405kJ/kg=40kJ/kg（） 40 48.8/ 0.82 t i i w wkJ kg 2 21 (40548.8)453.8 si hhwkJ kgkJ kg 0 2 24 R80 111 0.5447 453.8250 s k mo s tC Q qkg s hh 再查22压焓图得 1.21.2 冷却水流量冷却水流量和平均传热温差和平均传热温差的确定的确定 vs q m T 1.2.11.2.1 冷却水流量冷却水流量确定确定 vs q 冷却水进出口温度, , 平均温度，由水的物Ct 32 22 36tC Ctm 34 性表可得: 3 994.3/kg m4174/() p cJkg K 62 0.7466 10/ms 2 62.48 10/()Wm K 则所需水量 3 22 /()0.006686/ vskp qQcttms 1.2.21.2.2 平均传热温差平均传热温差的确定的确定Tm 由能量平衡，有 23 32 () mos pvs qhh tt c q 0.5447 (453.8418) 3635.3 4.174 994.3 0.006686 oC 各段对数平均温差 3 （1）段： 32 1 2 3 6.20 ln o m k k tt tC tt tt （2）段： 223 2 22 3 ()() 17.57 ln o sk m s k tttt tC tt tt 整个过程的平均温差（积分平均温差） 25 3423 12 7.0 o s m s mm hh tC hhhh tt 1.31.3 换热管的选型换热管的选型 根据小型制冷装置设计指导第71页表3-4，选用3号滚轧低翅片管为传 热管,有关结构参数为: 10.4 i dmm15.1 t dmm0.4 t mm12.4 b dmm1.2 f smm 单位管长的各换热面积计算如下: 22 222222 22 /0.0151 0.0004/0.0012/0.0158/ ()/(2)(0.01510.0124 )/(2 0.0012)/0.0972/ ()/0.0124 (0.00120.0004)/0.0012/0.026/ 0 f dttf ftbf bbft ii adsmmmm addsmmmm adssmmmm ad 翅顶面积 翅侧面积 翅间管面面积 22 22 .0104/0.0327/ (0.01580.09720.026)/0.139/ ofdfb mmmm aaaammmm 管外总面积 1.41.4 估算传热管总长估算传热管总长 假定按管外面积计算的热流密度. 则应布置传热面积 2 5500/ o qWm 22 /111000/550020.18 ko FQqmm 应布置的有效总管长 F /20.18/0.139145 oof Lamm 1.51.5 确定每流程管数确定每流程管数 Z Z、有效单管长、有效单管长 及流程数及流程数 N N l 冷却水进出口温度, , 平均温度，由水的物Ct 32 2 Ct 362Ctm 34 性表可得: 4 3 994.3/kg m4174/() p cJkg k 62 0.7466 10/ms 2 62.48 10/()Wm k 则所需水量 3 22 /()0.006686/ vskp qQcttms 根据热交换器原理及设计第 294 页及小型制冷装置设计指导第 68 页表 3-2 有关年运行小时的规定：初选冷却水流速度,则每流程管数2/um s 2 4/39.35 vi Zqd u根 取整数 Z=40 根，即实际水流。 22 44 0.006686 1.97m/s 0.010440 vs i q u d z 对流程数 N, 总根数 NZ, 有效单管长 ,壳体内径及长径比进行组合l i D/ i l D 计算,组合计算结果如表 1 所示: 流程数 N总根数 NZ有效单管长/ l m 壳内径/ i Dm长径比/ i l D 2801.810.2367.67 41600.910.3342.72 表 1 其中壳体内径的选择根据冷库制冷设计手册第 606 页对壳体的规格进 行选择。 分析上面的组合计算结果,由热交换器原理及设计第 54 页规定， 对壳体的长径比一般在 4-25 之间,通常为 6-10，故选择 2 流程作为冷凝器结构 设计依据。 1.61.6 传热管的布置排列及主体结构传热管的布置排列及主体结构 现采用管子成正三角形的布置方案，根据热交换器原理及设计第 45 页 表 2.3 换热管中心距的规定，选管距、分程板两侧相邻管中心距22smm mm。为使传热管排列有序及左右对称,共布置 80 根管, 则每流程平均管40 E l 数 Z=40 根， 传热管的布置排列如图 2 所示: 5 图 2 1.71.7 传热计算及所需传热面积确定传热计算及所需传热面积确定 1.7.11.7.1 水侧表面传热系数计算水侧表面传热系数计算 从水物性表及小型制冷装置设计指导第 78 页表 3-12 知: 水在时,运动粘度 0 34 C m t 62 0.7466 10/ms 物性集合系数1395.623.262186.44 m Bt 雷诺数, 即水在管内的流动状态为 4 6 1.97 0.0104 Re/2744110 0.7466 10 i ud 湍流, 则由小型制冷装置设计指导第 78 页式(3-5): 水侧表面传热系数 0.80.8 2 0.20.2 2186.44 1.97 9373.5/() 0.0104 wi i u aBWmK d 1.7.21.7.2 氟利昂冷凝表面传热系数计算氟利昂冷凝表面传热系数计算 由上面图（1）的传热管的布置方式，在垂直方向上，每列管数分别为 2、2、4、4、6、4、6、4、6、4、6、4、6、4、6、4、4、2、2。由小型制冷 装置设计指导第 77 页式(3-4)计算管排修正系数: 1 0.8330.8330.833 212 0.8330.8330.833 ()/() (4 29 46 6)/800.78 nzz nnnnnn 6 根据所选管型,低翅片管传热增强系数由小型制冷装置设计指导第 77 页式(3-2)计算，其中环翅当量高度 2222 ()/ 4(15.112.4 )/(4 15.1)3.86 tbt hdddmmmm 增强系数 0.25 0.25 /1.1()(/)/ 0.026/0.139 1.1(0.01580.0972)(12.4/3.86)/0.1391.384 bofdfbof aaaadha 由小型制冷装置设计指导第 76 页表 3-11, R22 在冷凝温度 40,1447.1 k tC B 由小型制冷装置设计指导第 76 页式(3-1)计算氟利昂侧冷凝表面传热 系数 0.250.25 0.250.25 0.252 0.725() 0.725 1447.1 0.01241.384 0.878 () 3394/() kobnkwo kwo o aBdtt tt WmK 其中(是管处壁面温度) okwo tt wo t 1.7.31.7.3 传热系数传热系数 o K 传热过程分成两部分：第一部分是热量经过制冷剂的传热过程，其传热温 差为；第二部分是热量经过管外污垢层、管壁、管内污垢层以及冷 okwo tt 却水的传热过程，其传热温差 (其中是管外污7.0 iwommoo tttt wo t 垢外壁面的温度)。 由热交换器原理与设计第 292 页附表 C 得: 水侧污垢系数 2 0.000086()/ i rmKW 忽略氟利昂侧油膜热阻，由小型制冷装置设计指导第 78 页式(3-6)和 式(3-7)计算热流密度(单位为)q 2 /Wm 第一部分的热流密度 0.75 1 3394 kooo qa 第二部分的热流密度 7 2 7.0 1 () 7.0 1206.4 (7.0) 10.1390.0010.139 (0.000086) 9373.50.03273930.0358 o ofof i wiimo o o q aa r aaa (其中是低翅片管翅管壁厚度, 是紫铜管热导率,取, 393/()Wm K 是低翅片管每米管长翅根管面平均面积, 即) m a()/ 2 mib add 因为传热是串联，则有。选取不同的(单位为)进行试凑,计算 12 qq o C 结果如表 2 所示: / o c 1 q 2 q 2.057086032 2.159205911 2.261305790 表 2 当时, 与误差只为 0.02%，远小于 3%，符合要求。此时2.0 o C 1 q 2 q ，取,(402.0)38.0 woko ttCC 22 21 5915.68/5500/ 2 o qq qWmWm 与前面假定的只相差 7.6 % 15%，符合要求。 2 5500/Wm 传热系数： 2 5915.68 845.1/() 7.0 o o m q KWmK t 1.7.41.7.4 传热面积传热面积与有效管长与有效管长 确定确定 of F l 计算实际所需传热面积: 222 /111000/5915.6818.7620.18 ofkoo FQqmmFm 初步结果设计中所需要的冷凝传热面积较传热计算传热面积大 8.6%， 2 11.82m 可作为冷凝传热面积富裕量。即初步结构设计所布置的冷凝传热面积能够满足 负荷的供热要求，表明假设是可取的。 8 管子的有效长度 18.76 1.69 0.139 80 of fo F lm a N 适当增加长度，根据热交换器原理与设计第 54 页推荐的换热管长度， 选取传热管有效单管长。2.0lm 则实际布置管外冷凝传热面积，较传热计 22 80 0.139 2.022.24Fmm 算所需传热面积大 22.6%，冷凝传热面积有足够的富裕量。 二、冷却水侧阻力计算二、冷却水侧阻力计算 根据制冷原理与设备P232 公式(9-71)得： 水的沿程阻力系数 0.250.25 0.31640.3164 0.0245 Re27441 冷却水的流动阻力 2 2 1 1.5(1) 2 12.0 994.3 1.970.0245 21.5(2 1)26863 20.0104 t i l puNN d Pa （其中 是左右两管板外侧端面间的距离,此处 =2.0m） t l t l 考虑到外部管路损失，冷却水泵总压头约为 0.1(0.1 0.026863)0.1269ppMPaMPa 取离心水泵的效率，则水泵所需的功率为：0.6 水泵所需的功率 36 6.686 100.1269 10 1414 0.6 vs qP PeW 三、冷凝器的配件及其强度校核三、冷凝器的配件及其强度校核 3.13.1 连接管管径计算连接管管径计算 3.1.13.1.1 冷却水进出口连接管冷却水进出口连接管 冷却水的流量，根据小型制冷装置设计指导第 75 33 6.686 10/ vs qms 9 页关于进出水管冷却水流速的规定，取冷却水流速度，故冷却水进1.0/um s 出口连接管的直径。 3 44 6.686 10 92.3 3.14 1.0 vs i q dmm u 查 冷库制冷设计手册第 605 页得，选取无缝钢管，内径为108 4.0 100mm。 3.1.23.1.2 制冷剂连接管制冷剂连接管 根据传热循环查 R22 的图（见上面“系统循环图” ）得：lgPh 冷凝器入口， 2 453.8/ s hkJ kg 3 2 0.02/ s mkg 冷凝器出口， 4 250/hkJ kg 33 4 0.886 10/mkg 制冷剂的质量流量 25 111 0.5447 453.8250 k mo s Q qkg s hh 制冷剂蒸气的体积流量 3 22 0.5447 0.020.0109/ v smos qqms 制冷剂液体的体积流量 343 55 0.5447 0.886 104.83 10/ vmo qqms 根据小型制冷装置设计指导第 75 页规定：初取蒸气气流速度 ，则进气接管的内径： 2 12/um s 3 2 2 2 44 10.9 10 34.02 3.14 12 v s i q dmm u 查冷库制冷设计手册第 603 页，选取无缝钢管，内径42 2.5 2 37 i dmm 则实际蒸气气流速度 2 2 2 2 4 10.14/ v s i q um s d 此时，根据 22222 222 2 11 10.145141/()5950/() 0.02 s s uukgm skgm s GB151-1999管壳式换热器第 76 页 5.11.3 的规定，选择符合要求。 根据小型制冷装置设计指导第 75 页规定：初选制冷剂液体速度 10 ，则出液管的内径： 4 0.5/um s 4 4 4 4 44 4.83 10 35 3.14 0.5 v i q dmm u 查冷库制冷设计手册得，选取无缝钢管，内径38 2.5 4 33 i dmm 则实际制冷剂液体流速 4 4 2 4 4 0.565/ v i q um s d 此时，根 2222 444 4 11 5.65360.3/()5950/() 0.000886 uukgm skgm s 据 GB151-1999管壳式换热器第 78 页 5.11.3 的规定，选择符合要求。 3.23.2 防冲板防冲板 根据热交换器原理与设计第 53 页及 GB151-1999管壳式换热器第 78 页 5.11.2.1 的关于安装防冲板的要求，因氟利昂蒸气进口处 ，故需安装防 2222 222 2 11 10.145141/()2230/() 0.02 s s uukgm skgm s 冲板。 根据GB151-1999管壳式换热器第76页5.11.4规定，取厚度为3mm的不锈 钢作为防冲板，规格为：，直接焊与拉杆上。142142aammmm 3.33.3 壳体壳体 根据先前设计布管情况，由冷库制冷设计手册第605页无缝钢管规格, 选择用的无缝钢2737.0(259, io mmmmDmm内径外径D =219m m , 厚度s=7. 0m m ) 管作为壳体材料。 3.43.4 管板管板 根据 GB151-1999管壳式换热器第 27 页图 18，选用 e 型管板。为达密 封效果，管子与管板连接采用胀接法。如图 3 所示： 11 图 3 选择管板兼做法兰, 根据制冷机工艺第 111 页表 6-6，查得与管子连 接方式有关的系数，与管板兼做法兰有关的系数。 1 1.15f 2 1.30f 由制冷机工艺P111 经验公式(6-4)得管板厚度: 12 (170.0083)1.15 1.30 (170.0083 259)28.6 i tffDmmmm 实际可取 t=30mm 3.5 端盖端盖根据根据制冷机工艺制冷机工艺第第 112 页关于封头的规定（结页关于封头的规定（结 构如下图构如下图 4）：）： 259 7,259,65, 44 65773,8%0.08 25920.7 i i oii D Smm Rmm hmmmm hhSmm LDmm 选用 12 图 4 3.63.6 支座支座 3.6.13.6.1 支座选型支座选型 根据小型制冷装置设计指导第 75 页，选用如下支座（相关尺寸如图 5 所示）： 图 5 查表 3-9 得，160,240.Kmm Lmm 3.6.23.6.2 支座定位：支座定位： 根据 GB151-1999管壳式换热器第 87 页 5.20.1 的规定（如图 6 所示）： 13 图6 取。1000,500( BCC Lmm LLmm 其中L=2000m m ) 3.73.7 支撑板支撑板 由换热管长 l=2m 得，需安装至少一块支持板（根据热交换器原理与设计 第 50 页表 2.5，对换热管外径为 16mm 的最大无支撑跨距是 1100mm，故需至少 一块支撑板） ，考虑到 GB151-1999管壳式换热器第 75 页 5.9.5.1 关于支撑 板安装的需求，取 4 块支撑板缺口左右方向交替排列均匀布置，此时换热管无 支撑跨距为 400mm。根据热交换器原理与设计第 51 页表 2.6：取支撑板厚 度为 6mm，直接焊接在拉杆上。 3.83.8 拉杆拉杆 根据 GB151-1999管壳式换热器第 76 页 5.10.2 表 43、表 44，拉杆直 径为 12mm，考虑到支撑板的固定与布置，取杆数为 5 根。 3.93.9 法兰类选择法兰类选择 3.9.13.9.1 连接管法兰连接管法兰 根据 GB/T 9119-2000 第 2 页 5.3.2 的规定（结构如下） ，由上面连接管外 径与工作压力（管程设计工作压力为 0.4MPa，壳程设计工作压力为 1.6MPa）查 第 4 页表 2 及第 6 页表 4 及第 8 页表 6 得：（如图 7 所示） 14 图 7 冷却水进出口连接管法兰（A=108mm）： 4,170,210,18,110,18,2.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm 制冷剂进气连接管法兰（A=42mm）： 4,110,150,18,46,18,2.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm 制冷剂出液连接管法兰（A=38mm）： 4,100,140,18,39,18,2.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm 3.9.23.9.2 管板法兰管板法兰 根据 GB150-1998钢制压力容器第 95 页表 9-3 及 GB151-1999管壳式 换热器第 142 页图 G1 的规定：管板兼做法兰,取，（如24 A Lmm20 e Lmm 图 8 所示） 15 表 3 La、Le、L 的最小值 图 8 法兰外径() 2273(24207) 2375 foAe DDLLsmm 法兰厚度3 2303 224 f tmm 螺栓所在圆的直径22732247335 aoA DDLsmm （）（） 螺栓所在圆周长3.14 3351051.9 aa CDmmmm 3.9.33.9.3 端盖法兰端盖法兰 根据 JB/T4702-2000 规定，选用平密封面型平焊法兰（结构如下）： 16 图 9 3.103.10 垫片垫片 3.10.13.10.1 材料的选取材料的选取 根据 GB151-1999管壳式换热器第 145 页表 H1 的规定，垫片的材料可 选 XB-200 橡胶石棉板，再根据 GB150-1998钢制压力容器第 93 页表 9-2， 取厚度，得垫片系数，比压力。再根据以上法1.5mm2.75m 25.5yMPa 兰的结构，由 GB150-1998钢制压力容器第 91 页表 9-1，选 1a 型压紧面。 本次设计壳体内径 Di=259mm700mm，取垫片宽度 N=20mm。根据 GB150- 1998钢制压力容器第 96 页 9.5.1.1 得：垫片基本密封宽度 。106.4 2 o N bmmmm 垫片的有效密封宽度 2.532.53108.00 o bbmmmm 17 3.10.23.10.2 垫片压紧力作用中心圆直径垫片压紧力作用中心圆直径 因为，取垫片接触面外径，根据106.4 2 o N bmmmm320 fo Dmm GB150-1998钢制压力容器第 96 页 9.5.1.2，垫片压紧力作用中心圆直径即 垫片接触面外径减去 2b，即23202 8.00304 Gfo DDbmm 3.10.33.10.3 所需要的最小压紧力所需要的最小压紧力 根据 GB150-1998钢制压力容器第 96 页式（9-1）及（9-2）得 A）预紧状态下所需要的最小压紧力 3.143.14 304 8.00 25.5194730 GG FD byN B）操作状态下所需要的最小压紧力 (其中)1.6 c pMPa为冷凝压力 6.286.28 304 8.00 2.75 1.667201 PGc FD bmpN 3.10.43.10.4 垫片宽度校核垫片宽度校核 垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用，可能因压紧过度而失去密封 性能，为此垫片须有足够的宽度。 min N 根据后面所选螺栓的计算, 常温下35号钢的，螺 315 105 3 s b MPa S 栓实际面积: 。 2 2404.1 b Amm 6 min 6 2404.1 105 10 5.1920 6.286.28 304 25.5 10 bb G A NmmmmNmm D y 故所选的垫片宽度符合要求。 3.113.11 螺栓螺栓 3.11.13.11.1 螺栓的选取螺栓的选取 根据机械设计基础课程设计指导书第 110 页表 11.6,选取螺栓 GB/T5780-2000,由机械设计基础第 137 页表 10-1 得:小径16 90M 18 ，根据 GB150-1998钢制压力容器第 25 页表 4-7，螺栓材料13.835 i dmm 选用 35 号钢。 3.11.23.11.2 螺栓的布置螺栓的布置 根据 GB150-1998钢制压力容器第 97 页式（9-3）得：螺栓的最大间距 max 6 6 24 22 1676.31 0.52.750.5 f Ldmm m 由 GB150-1998钢制压力容器第 95 页表 9-3 可知螺栓的最小间距 min 46Lmm 由此可取螺栓间距。由前面可知螺栓所在圆的周长60Lmm ，故所需的螺栓数最少，为了便于布置螺1051.9 a Cmm 1051.9 13.15 80 n 个 栓,取 n=16。 3.11.33.11.3 螺栓载荷螺栓载荷 根据 GB150-1998钢制压力容器第 97 页式（9-4）及（9-5）得 A) 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 6 3.143.14 0.304 0.008 25.5 1024341.3 aG WD byN B) 操作状态下需要的最小螺栓载荷 2 266 0.7856.28 0.785 0.3041.6 106.28 0.304 0.008 2.75 1.6 10 183275.5 PPGcGc WFFDpD bmp N 3.11.43.11.4 螺栓面积螺栓面积 根据GB150-1998钢制压力容器第25页表4-7，常温下35号钢M16螺栓材 料的， ，设计温度下螺栓的许用应力，530 b MPa315 sa MP 114 t b MPa 据机械设计基础第148页表10-6，取安全系数，3S 。 315 105 3 s b MPa S 19 根据GB150-1998钢制压力容器第97页式（9-6）及（9-7）得： A) 预紧状态下需要的最小螺栓面积 2 183275.5 1745.5 105 a a b W Amm B) 操作状态下需要的最小螺栓面积 2 183275.5 1607 114 P P t b W Amm 需要的螺栓面积 2 max(,)1745.5 mapa AA AAmm 实际螺栓面积 ，符合要求。 2222 11