E0305换热器强度校核E0305

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011浮头式换热器设备计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 壳程设计压力 0.50 MPa管程设计压力 0.55 MPa壳程设计温度 145.00 管程设计温度 70.00 筒体公称直径1200.00mm筒浮头式换热器筒体最小壁厚13.00mm筒体名义厚度14.00mm校核 合格筒体法兰厚度mm体校核 筒体后端法兰厚度mm校核 前端管箱筒体名义厚度10.00mm前校核 合格 端前端管箱封头名义厚度10.00mm管校核 合格箱前端管箱法兰厚度178.00mm校核 合格后端管箱筒体名义厚度10.00mm后校核 合格端后端管箱封头名义厚度10.00mm管校核 合格箱后端管箱法兰厚度176.00mm校核 合格带法兰凸形封头名义厚度124.00mm浮校核 合格头法兰设计厚度124.00mm盖校核 合格钩圈计算厚度mm校核 管管板名义厚度40.00mm板校核 合格浮头式换热器筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 145.00 C内径 Di 1200.00mm材料 Q345R# ( 管材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 181.00MPa试验温度下屈服点 ReL 320.00MPa负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.95mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.00mm名义厚度 dn = 14.00mm重量 Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = MPa校核条件 sT sT校核结果 非标准材料，请建立用户材料数据库进行压力试验计算！压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 3.04653MPa设计温度下计算应力 st = = 25.25MPastf 153.85MPa校核条件stf st结论 合格注: 带#号的材料数据是设计者给定的。前端管箱筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 1200.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ReL 345.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 2.06mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 596.79Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 0.6900 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 63.66 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 2.04853MPa设计温度下计算应力 st = = 43.13MPastf 160.65MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱封头计算结果计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 1200.00mm曲面深度 hi 300.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 0.6900 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 63.46MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 2.06mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 128.31 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 2.05508MPa结论 合格后端管箱筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 145.00 C内径 Di 1200.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ReL 345.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.87mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 596.79Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 0.6300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 58.12 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 2.04853MPa设计温度下计算应力 st = = 39.21MPastf 160.65MPa校核条件stf st结论 合格后端管箱封头计算结果计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 145.00 C内径 Di 1200.00mm曲面深度 hi 300.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 0.6300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 57.94MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 1.87mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 128.31 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 2.05508MPa结论 合格前端管箱法兰计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.550MPa计算压力 pc0.550MPa设计温度 t70.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力 189.0MPa法材料名称20许用sf148.0MPa兰应力stf138.6MPa螺栓材料名称40Cr许用sb196.0MPa应力stb169.8MPa公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n40个Di1200.0Do1360.0垫 结构尺寸Db1315.0D外860.0D内845.0016.0 mmLe22.5LA31.5h10.0126.0材料类型软垫片N7.5m2.00y(MPa)11.0压紧面形状1a,1bb3.75DG852.5片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 110476.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 336031.1 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1979.0mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 13529.1mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 621720.0NLD= L A+ 0.51 = 44.5mmMD= FD LD = 27666540.0N.mm作FG = Fp = 22084.0NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 231.2mmMG= FG LG = 5106928.0N.mmMpFT = F-FD = -307943.0NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 144.4mmMT= FT LT = -44459268.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 11685798.0N.mm预紧 MaW = 1519793.8NLG = 231.2mmMa=W LG = 351452288.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 329189696.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 103.3mm最小间距 56.0 (查GB150-2011表7-3)mm最大间距 475.2mm 形 状 常 数 确 定138.56h/ho = 0.1 K = Do/DI = 1.133 1.6由K查表7-9得T=1.865Z =8.031Y =15.538U=17.075整体法兰查图7-3和图7-4FI=0.90632VI=0.484320.00654松式法兰查图7-5和图7-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图7-7由 d1/do 得f = 2.29744整体法兰 = 1250567.1松式法兰 = 0.04.5=f e+1 =2.16g = y/T = 1.162.55 = 5.67剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 4.17MPa校核合格操作状态 0.92MPa校核合格输入法兰厚度f = 178.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 164.42MPa =207.9 或 =472.5( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 3.90MPa = 138.6校核合格切向应力 103.23MPa = 138.6校核合格综合应力 = 133.83MPa = 138.6校核合格刚度系数 0.694 校核合格法兰校核结果校核合格后端管箱法兰计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.500MPa计算压力 pc0.500MPa设计温度 t145.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力 189.0MPa法材料名称20许用sf148.0MPa兰应力stf127.6MPa螺栓材料名称40Cr许用sb196.0MPa应力stb188.5MPa公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n40个Di1200.0Do1360.0垫 结构尺寸Db1315.0D外860.0D内845.0016.0 mmLe22.5LA31.5h10.0126.0材料类型软垫片N7.5m2.00y(MPa)11.0压紧面形状1a,1bb3.75DG852.5片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 110476.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 305482.8 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1620.6mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 13529.1mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 565200.0NLD= L A+ 0.51 = 44.5mmMD= FD LD = 25151400.0N.mm作FG = Fp = 20076.4NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 231.2mmMG= FG LG = 4642661.5N.mmMpFT = F-FD = -279948.2NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 144.4mmMT= FT LT = -40417516.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 10623453.0N.mm预紧 MaW = 1484672.1NLG = 231.2mmMa=W LG = 343330432.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 296006496.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 103.3mm最小间距 56.0 (查GB150-2011表7-3)mm最大间距 470.4mm 形 状 常 数 确 定138.56h/ho = 0.1 K = Do/DI = 1.133 1.6由K查表7-9得T=1.865Z =8.031Y =15.538U=17.075整体法兰查图7-3和图7-4FI=0.90632VI=0.484320.00654松式法兰查图7-5和图7-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图7-7由 d1/do 得f = 2.29744整体法兰 = 1250567.1松式法兰 = 0.04.4=f e+1 =2.15g = y/T = 1.152.53 = 5.51剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 4.08MPa校核合格操作状态 0.84MPa校核合格输入法兰厚度f = 176.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 152.07MPa =191.4 或 =472.5( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 3.66MPa = 127.6校核合格切向应力 94.33MPa = 127.6校核合格综合应力 = 123.20MPa = 127.6校核合格刚度系数 0.656 校核合格法兰校核结果校核合格浮头式换热器管板计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件壳程设计压力 Ps0.50MPa管程设计压力 Pt0.55MPa壳程设计温度 ts145.00C管程设计温度 tt70.00C换热器公称直径 Di1200.00mm壳程腐蚀裕量 Cs2.00mm管程腐蚀裕量 Ct2.00mm换热管使用场合严格场合换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接)胀接初始数据管板材料(名称及类型)Q345R板材输入管板名义厚度 dn40.00mm管板强度削弱系数 m0.40管板刚度削弱系数 h0.40管板分程处面积 Ad0.00mm2换热管与管板胀接长度或焊脚高度 l37.00mm内孔焊焊接接头系数设计温度下管板材料弹性模量 Ep193400.00MPa设计温度下管板材料许用应力 170.40MPa许用拉脱力 q4.00mm壳程侧结构槽深 h13.00mm管程侧隔板槽深 h24.00mm换热管材料名称20(GB9948)换热管外径 d25.00mm换热管壁厚 dt2.00mm换热管根数 n780根换热管中心距 S35.00mm换热管长 Lt4500.00mm换热管受压失稳当量长度 lcr1200.00mm设计温度下换热管材料弹性模量 Et193400.00MPa设计温度下换热管材料屈服点207.20MPa设计温度下换热管材料许用应力 138.20MPa垫片垫片外径 Do1060.00mm垫片内径 Di1040.00mm垫片厚度 dgmm垫片接触面宽度 wmm垫片压紧力作用中心圆直径 DG1045.00mm垫片材料金属垫片压紧面形式1a或1b系数计算管 区单管程三角形排列= 0.866= 板 面正方形排列= 955500.00 mm2布 积多管程三角形排列=管 正方形排列= = 管板开孔后面积 572617.50mm2一根换热管管壁金属横截面积144.51mm2管板布管区当量直径 = 1102.99mm换热管有效长度L = Lt-2dn-2l2 = 4417.00mm管束模数 = 4474.69管束无量纲刚度 = 0.0578无量纲压力只有壳程设计压力,管程设计压力=0: 0.0049只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 0.0054壳程设计压力和管程设计压力同时作用: 0.0005系数= 1.0555系数按和查图得:= 0.1420 系数( 按和查图得 )只有壳程设计压力,管程设 计压力=0: 只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 壳程设计压力,管程设计压 力同时作用: 系数 0.1969系数 135.74换热管回转半径 8.16mm 换热管稳定许用压应力 时,取当时58.88MPa当时最小管板厚度计算确定管板设计压力异号0.55MPa 同号=管板最小厚度计算计算厚度=11.49mm设计厚度33.00mm管板厚度校核 合格 换热管轴向应力计算及校核 : MPa (单位)计算工况计算公式计算结果许用值只有壳程设计压力,管程设 计压力=0: 时(焊接或胀接)（内孔焊）只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 壳程设计压力,管程设计压 力同时作用:换热管与管板连接拉脱力计算及校核 拉脱力 q0.00MPa校核 合格管板重量 234.90 Kg结论 合格注：带号的材料数据是设计者给定的。直管换热管内压计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 145.00 C外径 Do 25.00mm材料 20(GB9948) ( 管材 )试验温度许用应力 s 152.00MPa设计温度许用应力 st 140.70MPa负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.05mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm重量 5.10Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 24.46956MPa设计