校核说明书换热器机械校核E0214

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011U形管换热器设备计算 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 1.00 MPa管程设计压力 3.00 MPa壳程设计温度 180.00 管程设计温度 250.00 筒体公称直径800.00mm筒换热器筒体最小壁厚11.00mm筒体名义厚度15.00mm体校核 合格筒体法兰厚度64.00校核 合格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64.00mm校核 合格后端后端管箱封头名义厚度10.00mm管箱校核 合格管管板厚度60.00mm板校核 合格U形管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 1.00MPa设计温度 t 180.00 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 185.40MPa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 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 2.55mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 1115.47Kg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 = 1.2743 (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 = = 47.97 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= = 4.92529MPa设计温度下计算应力 st = = 32.00MPastf 157.59MPa校核条件stf st结论 合格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 3.00MPa设计温度 t 250.00 C内径 Di 500.00mm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 167.00MPa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 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 5.34mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 44.02Kg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 = 5.6587 (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 = = 219.47 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= = 4.30575MPa设计温度下计算应力 st = = 98.90MPastf 141.95MPa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 3.00MPa设计温度 t 250.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 125.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 167.00MPa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 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 = 1.25Pc= 5.6587 (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 = = 217.81MPa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 = = 5.31mm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 24.11 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 4.33865MPa结论 合格后端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 1.00MPa设计温度 t 180.00 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 185.40MPa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 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 = 1.25Pc= 1.2743 (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 = = 78.25MPa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 = = 2.54mm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 58.27 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 3.01908MPa结论 合格筒体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 p3.000MPa计算压力 pc3.000MPa设计温度 t180.0 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 185.4MPa法材料名称Q345R许用sf181.0MPa兰应力stf156.8MPa材料名称40MnVB螺许用sb228.0MPa应力stb197.2MPa栓公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n24个Di500.0Do640.0垫 结构尺寸Db600.0D外550.0D内500.0024.0 mmLe20.0LA18.0h25.0132.0材料类型软垫片N25.0m3.75y(MPa)52.4压紧面形状1a,1bb8.94DG532.1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 = 783534.1N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1003576.6 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 5089.1mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 8117.5mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 588750.0NLD= L A+ 0.51 = 34.0mmMD= FD LD = 20017500.0N.mm作FG = Fp = 336270.9NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 33.9mmMG= FG LG = 11414677.0N.mmMpFT = F-FD = 78047.8NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 42.0mmMT= FT LT = 3275854.8N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 34708032.0N.mm预紧 MaW = 1505552.5NLG = 33.9mmMa=W LG = 51105808.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 44272876.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 78.5mm最小间距 56.0 (查GB150-2011表9-3)mm最大间距 138.4mm 形 状 常 数 确 定109.54h/ho = 0.2 K = Do/DI = 1.280 1.3由K查表9-5得T=1.806Z =4.133Y =8.005U=8.797整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.89361VI=0.433300.00816松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 1.08705整体法兰 = 1280986.5松式法兰 = 0.00.2=f e+1 =1.52g = y/T = 0.841.70 = 1.05剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 0.00MPa操作状态 0.00MPa输入法兰厚度f = 64.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 85.63MPa =235.2 或 =463.5( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 35.00MPa = 156.8校核合格切向应力 28.39MPa = 156.8校核合格综合应力 = 60.31MPa = 156.8校核合格刚度系数 0.262 校核合格法兰校核结果校核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 p3.000MPa计算压力 pc3.000MPa设计温度 t250.0 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 167.0MPa法材料名称Q345R许用sf181.0MPa兰应力stf137.0MPa材料名称40MnVB螺许用sb228.0MPa应力stb193.0MPa栓公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n24个Di500.0Do640.0垫 结构尺寸Db600.0D外550.0D内500.0024.0 mmLe20.0LA18.0h25.0132.0材料类型软垫片N25.0m3.75y(MPa)52.4压紧面形状1a,1bb8.94DG532.1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 = 783534.1N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1003576.6 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 5199.9mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 8117.5mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 588750.0NLD= L A+ 0.51 = 34.0mmMD= FD LD = 20017500.0N.mm作FG = Fp = 336270.9NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 33.9mmMG= FG LG = 11414677.0N.mmMpFT = F-FD = 78047.8NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 42.0mmMT= FT LT = 3275854.8N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 34708032.0N.mm预紧 MaW = 1518177.8NLG = 33.9mmMa=W LG = 51534372.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 39006680.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 78.5mm最小间距 56.0 (查GB150-2011表9-3)mm最大间距 138.4mm 形 状 常 数 确 定109.54h/ho = 0.2 K = Do/DI = 1.280 1.3由K查表9-5得T=1.806Z =4.133Y =8.005U=8.797整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.89361VI=0.433300.00816松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 1.08705整体法兰 = 1280986.5松式法兰 = 0.00.2=f e+1 =1.52g = y/T = 0.841.70 = 1.05剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 0.00MPa操作状态 0.00MPa输入法兰厚度f = 64.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 75.44MPa =205.5 或 =417.5( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 30.84MPa = 137.0校核合格切向应力 25.01MPa = 137.0校核合格综合应力 = 53.14MPa = 137.0校核合格刚度系数 0.236 校核合格法兰校核结果校核合格 U形管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 1.00MPa管程设计压力3.00MPa壳程设计温度180.00C管程设计温度250.00C壳程筒体壁厚 15.00mm管程筒体壁厚10.00mm壳程筒体腐蚀裕量 C 2.00mm管程筒体腐蚀裕量 C2.00mm换热器公称直径800.00mm换热管使用场合严格场合管板与法兰或圆筒连接方式 ( a b c d 型 )a型换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接 )胀接，开槽材料(名称及类型)Q345R板材名义厚度60.00mm管强度削弱系数 0.40刚度削弱系数 0.40材料泊松比 0.30隔板槽面积 6400.00mm2换热管与管板胀接长度或焊脚高度 l58.00mm设计温度下管板材料弹性模量188000.00MPa设计温度下管板材料许用应力147.00MPa许用拉脱力 4.00MPa壳程侧结构槽深 h14.00mm板管程侧隔板槽深 h23.00mm壳程腐蚀裕量2.00mm管程腐蚀裕量2.00mm材料名称20(GB9948)换管子外径 d19.00mm热管子壁厚 2.00mm管U型管根数 n128根换热管中心距 S25.00mm设计温度下换热管材料许用应力 117.00MPa垫片材料软垫片压紧面形式 1a或1b垫垫片外径 Do550.00mm片垫片内径 Di500.00mma型垫片厚度 dgmm垫片接触面宽度 Wmm垫片压紧力作用中心园直径 DG532.11mm ( c 型 )管板材料弹性模量188000.00 MPa ( d 型 )管板材料弹性模量188000.00MPa( b d 型 ) 管箱圆筒材料弹性模量188000.00MPa ( b c 型 )壳程圆筒材料弹性模量192200.00MPa ( c d 型 )管板延长部分形成的凸缘宽度0.00mm ( c 型 ）壳体法兰或凸缘厚度 0.00mm ( d 型 )管箱法兰或凸缘厚度0.00mm参数计算管板布管区面积三角形排列144960.00mm2 正方形排列一根换热管管壁金属