换热器E0102校核结果

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011固定管板换热器设计计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.22MPa设计压力 0.225MPa设计温度 120设计温度 70壳程圆筒内径Di800 mm管箱圆筒内径Di800mm材料名称Q345R材料名称Q345R 简 图计 算 内 容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管板校核计算前端管箱筒体计算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 0.22MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 800.00mm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 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.48mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1441.77Kg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 = 0.2300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 9.60 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= = 4.52834MPa设计温度下计算应力 st = = 9.39MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位 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 0.22MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 800.00mm曲面深度 hi 200.00mm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钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00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 = 1.25Pc= 0.2300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 9.54MPa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 = = 0.48mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 71.53 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 4.55563MPa结论 合格后端管箱筒体计算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 0.22MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 800.00mm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 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.48mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1441.77Kg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 = 0.2300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 9.60 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= = 4.52834MPa设计温度下计算应力 st = = 9.39MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格后端管箱封头计算计算单位 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 0.22MPa设计温度 t 70.00 C内径 Di 800.00mm曲面深度 hi 200.00mm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钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00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 = 1.25Pc= 0.2300 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 9.54MPa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 = = 0.48mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 71.53 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 4.55563MPa结论 合格壳程圆筒计算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 0.45MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 800.00mm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 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.95mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1441.77Kg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 = 0.2200 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 9.18 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= = 4.52834MPa设计温度下计算应力 st = = 18.78MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格腐蚀后不带法兰固定式管板(b)计算设计单位 中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.22MPa设计温度 t120平均金属温度 120装配温度 15材料名称Q345R设计温度下许用应力189MPa平均金属温度下弹性模量1.958e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.167e-05mm/mm壳程圆筒内径 (2R)800mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 12mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 10mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di25.027e+05mm 2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( DI+dn ) 2.545e+04mm 2管箱圆筒设计压力0.225MPa材料名称: Q345R设计温度 70设计温度下许用应力189MPa设计温度下弹性模量1.985e+05MPa箱圆筒名义厚度12mm管箱圆筒有效厚度10mm换热管材料名称: S30408管子平均温度 t70管子外径 d15管子壁厚2mm管子根数 n604换热管中心 S25mm设计温度下管子材料许用应力116MPa设计温度下管子材料屈服应力166.8MPa设计温度下管子材料弹性模量1.878e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量1.912e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.666e-05mm /mm一根管子金属横截面积81.68mm2换热管长度 L06000mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L5968mm换热管管子回转半径 4.65Mm管子受压失稳当量长度 4Mm系数 Cr =149.1比值 0.8602管子稳定许用压应力 () = MPa管子稳定许用压应力 () =83.16MPa管板和系数材料名称: Q345R设计温度 120设计温度下许用应力 189MPa设计温度下弹性模量 1.958e+05MPa管板腐蚀裕量 4Mm管板输入厚度 16Mm管板计算厚度 8.7Mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad70mm2管板布管面积(三角形),(正方形) 3.27e+05mm2管板布管区当量直径 645.2mm管板开孔后面积- 0.25 n2.203e+05mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管板开孔抗弯刚度=(管板材料波桑比=0.3)1.181e+07Nmm管子加强系数 , K =12.2管束弹性基础系数9.67N/ mm3管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.8066管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 2.628系数 0.6736系数 0.224管板和管子连接型式胀接，开槽管板和管子胀接(焊接)高度 13mm胀接许用拉脱应力q4焊接许用拉脱应力qMPa膨胀节总体轴向刚度 N/mm注：管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)1.818e+07Nmm管箱圆筒常数0.020321/mm壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)1.793e+07Nmm壳程圆筒常数0.020321/mm换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比1.894换热管束与带膨胀节壳体刚度之比1.894系数 2.373系数 4.192换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵0.00016740.0006497-0.0001647-0.00071630.00017180.012960.00064970.006692-0.0007163-0.0028160.00074750.05637-0.0001647-0.00071630.00016740.0006488-0.0001718-0.01296-0.0007163-0.0028160.00064880.006737-0.0007475-0.056310.00017180.0007475-0.0001718-0.00074750.0001970.013620.012960.05637-0.01296-0.056310.013621.043换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项+热+热+热0.0021680.02484-0.0021680.0058120.0022930.143换热器各部件边沿内力热+热+热208.67.757127.95.91210.69-1.105换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值8.625283.5567283.5567283.5567管板剪切应力许用值0.393794.5283.594.5283.594.5283.5中部换热管应力许用值压许用值-0.247911611611611611611683.1683.1683.1683.1683.1683.16周边换热管应力许用值压许用值0.384911634811634811634883.1683.1683.1683.1683.1683.16换热管拉脱应力许用值0.04155444444壳体轴向应力许用值4.355189567189567189567壳体端部总应力许用值12.03283.5567283.5567283.5567管箱轴向应力许用值4.5189567189567189567管箱端部总应力许用值17.02283.5567283.5567283.5567结论管板名义厚度16mm管板应力满足要求管板与换热管形式: 胀接，开槽管板与换热管连接拉脱应力满足要求焊或胀接高度l=13mm换热管中部换热管应力满足要求周边换热管应力满足要求壳程圆筒壳程圆筒轴向应力满足要求壳程圆筒端部壳程圆筒端部应力满足要求管箱圆筒管箱圆筒轴向应力满足要求管箱圆筒端部管箱圆筒端部应力满足要求管板径向弯曲应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.010.0112110.20.0115820.390.0126330.570.0141540.760.015850.950.0170861.140.0172571.320.0154281.510.0104891.70.001135101.9-0.01392112.1-0.03591122.3-0.06564132.4-0.1032142.6-0.1473152.8-0.1947163-0.2398173.2-0.2731183.4-0.2815193.6-0.2472197.7-0.2159201.9-0.1722206.1-0.1142210.2-0.04024214.40.0516218.50.1631222.70.296226.90.45182310.632235.20.8376239.41.069243.51.327247.71.611管板径向弯曲应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热251.81.9192562.249260.22.599264.32.963268.53.335272.73.709276.84.0752814.421285.14.734289.34.999293.55.196297.65.306301.85.3043065.165310.14.861316.44.023322.62.626322.61.05342-1.017361.3-3.042380.7-5.042400-7.031管板径向膜应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热322.63.319322.61.3283421.404361.31.469380.71.524换热管束轴向应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.01-0.247910.2-0.247920.39-0.247830.57-0.247640.76-0.247450.95-0.24761.14-0.246671.32-0.246181.51-0.245591.7-0.2448101.9-0.2441112.1-0.2436122.3-0.2434132.4-0.2436142.6-0.2445152.8-0.2465163-0.2498173.2-0.2547183.4-0.2614193.6-0.27197.7-0.274201.9-0.2782206.1-0.2826210.2-0.2871214.4-0.2917218.5-0.2961222.7-0.3003226.9-0.3041231-0.3074235.2-0.3099239.4-0.3114243.5-0.3116247.7-0.3103换热管束轴向应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热251.8-0.307256-0.3015260.2-0.2934264.3-0.2822268.5-0.2676272.7-0.249276.8-0.2262281-0.1987285.1-0.166289.3-0.1279293.5-0.08406297.6-0.03424301.80.021633060.08354310.10.1513316.40.2631322.60.3849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 0.22MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 11.00mm材料 S30408 ( 管材 )试验温度许用应力 s 116.00MPa设计温度许用应力 st 116.00MPa钢板负偏差 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 = = 0.01mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm重量 3.85Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 35.69231MPa设计温度下计算应力 st = = 0.73MPastf 116.00MPa校核条件stf st结论 换热管内压计算合格换热管外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 -0.22MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 11.00mm材料名称 S30408 (管材)试验温度许用应力 s 116.00MPa设计温度许用应力 st 116.00MPa钢板负偏差 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 = 0.10mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm外压计算长度 L L= 6000.00mm外径 Do Do= Di+2dn = 15.00mmL/Do 3.42Do/de 7.50A 值 A= 0.0228264B 值 B= 117.04重量 3.85 kg压力计算许用外压力 P= = 27.79683MPa结论 换热管外压计算合格腐蚀前不带法兰固定式管板(b)计算设计单位 中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.22MPa设计温度 t120平均金属温度 120装配温度 15材料名称Q345R设计温度下许用应力189MPa平均金属温度下弹性模量1.958e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.167e-05mm/mm壳程圆筒内径 (2R)800mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 12mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 12mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di25.027e+05mm 2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( DI+dn ) 3.061e+04mm 2管箱圆筒设计压力0.225MPa材料名称: Q345R设计温度 70设计温度下许用应力189MPa设计温度下弹性模量1.985e+05MPa箱圆筒名义厚度12mm管箱圆筒有效厚度12mm换热管材料名称: S30408管子平均温度 t70管子外径 d15管子壁厚2mm管子根数 n604换热管中心 S25mm设计温度下管子材料许用应力116MPa设计温度下管子材料屈服应力166.8MPa设计温度下管子材料弹性模量1.878e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量1.912e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.666e-05mm /mm一根管子金属横截面积81.68mm2换热管长度 L06000mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L5968mm换热管管子回转半径 4.65Mm管子受压失稳当量长度 4Mm系数 Cr =149.1比值 0.8602管子稳定许用压应力 () = MPa管子稳定许用压应力 () =83.16MPa管板和系数材料名称: Q345R设计温度 120设计温度下许用应力 189MPa设计温度下弹性模量 1.958e+05MPa管板腐蚀裕量 0Mm管板输入厚度 16Mm管板计算厚度 8.7Mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad70mm2管板布管面积(三角形),(正方形) 3.27e+05mm2管板布管区当量直径 645.2mm管板开孔后面积- 0.25 n2.203e+05mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管板开孔抗弯刚度=(管板材料波桑比=0.3)1.181e+07Nmm管子加强系数 , K =12.2管束弹性基础系数9.67N/ mm3管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.8066管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 2.628系数 0.6736系数 0.224管板和管子连接型式胀接，开槽管板和管子胀接(焊接)高度 13mm胀接许用拉脱应力q4焊接许用拉脱应力qMPa膨胀节总体轴向刚度 N/mm注：管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)3.141e+07Nmm管箱圆筒常数0.018551/mm壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)3.098e+07Nmm壳程圆筒常数0.018551/mm换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比1.574换热管束与带膨胀节壳体刚度之比1.574系数 2.191系数 3.717换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵0.00016640.00067-0.0001647-0.00071630.00017180.012960.000670.005908-0.0007163-0.0028160.00074750.05637-0.0001647-0.00071630.00016640.0006694-0.0001718-0.01296-0.0007163-0.0028160.00066940.005943-0.0007475-0.056320.00017180.0007475-0.0001718-0.00074750.0001970.013620.012960.05637-0.01296-0.056320.013621.042换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项+热+热+热0.0021680.02228-0.0021680.0032720.0022930.1476换热器各部件边沿内力热+热+热2237.679149.36.138.749-0.9729换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值7.963283.5567283.5567283.5567管板剪切应力许用值0.346694.5283.594.5283.594.5283.5中部换热管应力许用值压许用值-0.247811611611611611611683.1683.1683.1683.1683.1683.16周边换热管应力许用值压许用值0.301311634811634811634883.1683.1683.1683.1683.1683.16换热管拉脱应力许用值0.04032444444壳体轴向应力许用值3.64189567189567189567壳体端部总应力许用值9.862283.5567283.5567283.5567管箱轴向应力许用值3.75189567189567189567管箱端部总应力许用值13.04283.5567283.5567283.5567结论管板名义厚度16mm管板应力满足要求管板与换热管形式: 胀接，开槽管板与换热管连接拉脱应力满足要求焊或胀接高度l=13mm换热管中部换热管应力满足要求周边换热管应力满足要求壳程圆筒壳程圆筒轴向应力满足要求壳程圆筒端部壳程圆筒端部应力满足要求管箱圆筒管箱圆筒轴向应力满足要求管箱圆筒端部管箱圆筒端部应力满足要求管板径向弯曲应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.010.00977810.20.0100920.390.0109830.570.0122740.760.0136650.950.0147161.140.0147971.320.0131281.510.00873291.70.0005401101.9-0.01259112.1-0.0317122.3-0.05746132.4-0.08988142.6-0.1278152.8-0.1685163-0.2069173.2-0.2348183.4-0.2408193.6-0.2095197.7-0.1817201.9-0.143