R0301R0301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 0.2MPa设计压力 0.2MPa设计温度 80设计温度 400壳程圆筒内径Di5400 mm管箱圆筒内径Di5400mm材料名称Q245R材料名称S30408 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)校核计算管箱法兰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 0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 5400.00mm材料 S30408 ( 板材 )试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 107.00MPa试验温度下屈服点 ss 205.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 5.05mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 1069.29Kg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 = 0.3201 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 184.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 46.38 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= = 0.73852MPa设计温度下计算应力 st = = 28.98MPastf 107.00MPa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13.00mm,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 0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 5400.00mm曲面深度 hi 1350.00mm材料 S30408 (板材)设计温度许用应力 st 107.00MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm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= 0.3201 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 184.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 46.30MPa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 = = 5.05mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 18.70mm最小厚度 dmin = 8.10mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 4945.51 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.73979MPa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 0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 5400.00mm材料 S30408 ( 板材 )试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 107.00MPa试验温度下屈服点 ss 205.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 5.05mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 801.97Kg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 = 0.3201 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 184.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 46.38 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= = 0.73852MPa设计温度下计算应力 st = = 28.98MPastf 107.00MPa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13.00mm,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 0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 5400.00mm曲面深度 hi 1350.00mm材料 S30408 (板材)设计温度许用应力 st 107.00MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm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= 0.3201 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 184.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 46.30MPa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 = = 5.05mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 18.70mm最小厚度 dmin = 8.10mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 4945.51 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.73979MPa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 0.20MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 5400.00mm材料 Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 s 148.00MPa设计温度许用应力 st 142.00MPa试验温度下屈服点 ss 235.00MPa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 = = 4.48mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 37425.25Kg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 = 0.2606 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 46.91 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= = 0.78867MPa设计温度下计算应力 st = = 30.61MPastf 120.70MPa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15.00mm,合格腐蚀后带法兰固定式管板计算设计单位 中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.2MPa设计温度 Ts 80平均金属温度 ts65装配温度 t015壳材料名称Q245R设计温度下许用应力st142MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.988e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.124e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di5400mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)20mm壳 程 圆 筒 有效厚 度18mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 1.7e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di22.29e+07mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )3.064e+05mm2管设计压力pt0.2MPa箱材料名称: S30408设计温度Tt400圆设计温度下弹性模量 Eh1.69e+05MPa筒管箱圆筒名义厚度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh45mm管箱圆筒有效厚度dhe44mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.69e+05MPa材料名称: S30408管子平均温度 tt400换设计温度下管子材料许用应力91MPa设计温度下管子材料屈服应力119MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.69e+05MPa热平均金属温度下管子材料弹性模量 1.69e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.799e-05mm/mm管子外径 d45mm管管子壁厚dt2.5mm管子根数 n7170注：换热管中心距 S56.25mm一根管子金属横截面积333.8mm2换热管长度 L1.4e+04mm换管子有效长度(两管板内侧间距) L1.388e+04mm管子回转半径 15.05Mm管子受压失稳当量长度900mm热系数Cr =167.4比值 59.79管子稳定许用压应力 () = MPa管管子稳定许用压应力 () =48.88MPa材料名称: Q245R设计温度 400管设计温度下许用应力82MPa设计温度下弹性模量1.7e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 2mm管板输入厚度dn60mm管板计算厚度 d52.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad0mm2板管板强度削弱系数 h0.4管板刚度削弱系数 m0.4管板和管子连接型式由程序确定管板和管子胀接(焊接)高度l4.5mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q45.5MPa管材料名称: S30408法兰厚度 80mm箱法兰外径5540mm法基本法兰力矩 1.977e+08Nmm兰管程压力操作工况下法兰力 1.21e+08Nmm法兰宽度 70mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)1.318e+09Nmm管箱圆筒常数0.0037291/mm材料名称: Q245R法兰厚度 59.7mm法兰外径与内径之比 1.026壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)74.9壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)1.061e+08Nmm壳程圆筒常数0.0058311/mm螺栓材料名称40MnVB螺栓材料弹性模量 Eb1.886e+05MPa螺栓长度lb144.7mm螺栓总横截面积Ab6.302e+04mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD25mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG18.85mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST34.43mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG5.52e+04MPa垫片厚度G3mm垫片有效受压面积AG1.52e+05mm2膨胀节总体轴向刚度 0N/mm计算系数换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 6.642换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 管板开孔后面积 A1 = A - 0.25 npd 28.244e+06mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.965e+07mm2管板布管区当量直径 5002mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)2.279e+09Nmm管子加强系数 , K =18.89管束弹性基础系数2.966N/mm3系数 0.4196系数 0.2903系数 10.28系数 17.78换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH1.483e-050.000557900000.00055790.038520000003.661e-050.0009061-3.5e-050000.00090610.06534-0.001045-0.0103900-3.5e-05-0.0010455.163e-05-0000-0.01039-00.010860000-1.697e-0500000.0002264-0.00334501.463e-050.00058523.5e-050.001045-3.5e-050换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项rtMtrtVtMfpsps +热 ptpt +热001.463e-050000000.0005852000.041790.04179003.5e-05000000.00022640.0010450.39160.3916-0.05244-0.05244-1.697e-05-0.003345-3.5e-050.063150.06315-0.06315-0.063150000.0072760.007276001.764e-050.0034020-0.06456-0.064560.064560.064560.0034020.680-12.4331.7412.2256.38005.023e-05000.0012020.001202换热器各部件边沿内力psps +热ptpt +热pt+ pspt+ ps +热Mh-443.9Hh1.609Ms1223Hs20.29MR2193H20.09rtMt2591rtVt-2.491Mf388.7预紧法兰力矩+热+热+热6742预紧工况换热器各部件边沿内力热+热+热-6145-13.43-722-4.95860-4.69222917.686742预紧和操作工况换热器各部件边沿总内力热+热+热-6589-11.82500.515.39805315.4482015.187131换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值28.79123246123246123246管板剪切应力许用值0.9808411234112341123壳体法兰应力许用值-2.497123246123246123246中部换热管应力许用值压许用值-0.291919191919148.8848.8848.8848.8848.8848.88周边换热管应力许用值压许用值0.795291273912739127348.8848.8848.8848.8848.8848.88换热管拉脱应力许用值0.176445.5136.545.5136.545.5136.5壳体轴向应力许用值15.84120.7362.1120.7362.1120.7362.1壳体端部总应力许用值25.11123246123246123246管箱轴向应力许用值6.136107321107321107321管箱端部总应力许用值21.98118.5237118.5237118.5237结论管板名义厚度60mm管板应力满足要求管板与换热管形式: 由程序确定管板与换热管连接拉脱应力满足要求焊或胀接高度l=4.5mm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壳体法兰壳程法兰应力满足要求管板径向弯曲应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.010.000349678.980.00034931580.0003373236.90.0002799315.90.0001229394.9-0.000202473.8-0.0007609552.8-0.001585631.8-0.002617710.7-0.003633789.7-0.004153868.7-0.003362947.7-9.777e-0510270.00700611060.0191111850.0363412640.0564913430.0732314210.0742115000.0398115350.0069051570-0.040321605-0.10431639-0.1871674-0.29021709-0.41441744-0.55891778-0.72111813-0.89591848-1.0751882-1.2461917-1.3931952-1.494管板径向弯曲应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热1987-1.522021-1.442056-1.2122091-0.79172125-0.130621600.82321952.11922303.80322645.90822998.448233411.41236814.75240318.35243822.04247325.59248726.9250128.11250111.24255112.85260014.41265015.93270017.4管板径向膜应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热25010.679925010.27225510.277526000.282726500.2876换热管束轴向应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.01-0.278.98-0.2158-0.2236.9-0.2315.9-0.1999394.9-0.1999473.8-0.1999552.8-0.1999631.8-0.2710.7-0.2001789.7-0.2003868.7-0.2007947.7-0.20111027-0.20151106-0.20171185-0.20131264-0.19981343-0.19651421-0.19121500-0.18371535-0.181570-0.17631605-0.17291639-0.17011674-0.16841709-0.16851744-0.17111778-0.1771813-0.18721848-0.20261882-0.22431917-0.25331952-0.2904换热管束轴向应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热1987-0.33622021-0.39072056-0.45342091-0.52292125-0.59672160-0.67072195-0.73932230-0.79482264-0.82722299-0.82412334-0.77042368-0.6492403-0.44012438-0.12324730.323924870.546625010.7952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 0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 40.00mm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 91.00MPa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 = = 0.04mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50mm名义厚度 dn = 2.50mm重量 36.68Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 10.70588MPa设计温度下计算应力 st = = 1.70MPastf 91.00MPa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 -0.20MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 40.00mm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 91.00MPa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 = 0.39mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50mm名义厚度 dn = 2.50mm外压计算长度 L L= 14000.00mm外径 Do Do= Di+2dn = 45.00mmL/Do 5.30Do/de 18.00A 值 A= 0.0037112B 值 B= 63.73重量 36.68 kg压力计算许用外压力 P= = 3.98321MPa结论 换热管外压计算合格腐蚀前带法兰固定式管板计算设计单位 中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.2MPa设计温度 Ts 80平均金属温度 ts65装配温度 t015壳材料名称Q245R设计温度下许用应力st142MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.988e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.124e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di5400mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)20mm壳 程 圆 筒 有效厚 度20mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 1.7e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di22.29e+07mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )3.405e+05mm2管设计压力pt0.2MPa箱材料名称: S30408设计温度Tt400圆设计温度下弹性模量 Eh1.69e+05MPa筒管箱圆筒名义厚度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh45mm管箱圆筒有效厚度dhe45mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.69e+05MPa材料名称: S30408管子平均温度 tt400换设计温度下管子材料许用应力91MPa设计温度下管子材料屈服应力119MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.69e+05MPa热平均金属温度下管子材料弹性模量 1.69e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.799e-05mm/mm管子外径 d45mm管管子壁厚dt2.5mm管子根数 n7170注：换热管中心距 S56.25mm一根管子金属横截面积333.8mm2换热管长度 L1.4e+04mm换管子有效长度(两管板内侧间距) L1.388e+04mm管子回转半径 15.05Mm管子受压失稳当量长度900mm热系数Cr =167.4比值 59.79管子稳定许用压应力 () = MPa管管子稳定许用压应力 () =48.88MPa材料名称: Q245R设计温度 400管设计温度下许用应力82MPa设计温度下弹性模量1.7e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 0mm管板输入厚度dn60mm管板计算厚度 d52.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad0mm2板管板强度削弱系数 h0.4管板刚度削弱系数 m0.4管板和管子连接型式由程序确定管板和管子胀接(焊接)高度l4.5mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q45.5MPa管材料名称: S30408法兰厚度 80mm箱法兰外径5540mm法基本法兰力矩 1.977e+08Nmm兰管程压力操作工况下法兰力 1.21e+08Nmm法兰宽度 70mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)1.41e+09Nmm管箱圆筒常数0.0036881/mm材料名称: Q245R法兰厚度 59.7mm法兰外径与内径之比 1.026壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)74.9壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)1.456e+08Nmm壳程圆筒常数0.0055321/mm螺栓材料名称40MnVB螺栓材料弹性模量 Eb1.886e+05MPa螺栓长度lb142.7mm螺栓总横截面积Ab6.302e+04mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD25mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG18.85mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST34.43mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG5.52e+04MPa垫片厚度G3mm垫片有效受压面积AG1.52e+05mm2膨胀节总体轴向刚度 0N/mm计算系数换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 5.976换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 管板开孔后面积 A1 = A - 0.25 npd 28.244e+06mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.965e+07mm2管板布管区当量直径 5002mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)2.279e+09Nmm管子加强系数 , K =18.89管束弹性基础系数2.966N/mm3系数 0.4196系数 0.2903系数 9.431系数 16.19换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH1.482e-050.000559100000.00055910.038280000003.624e-050.0009324-3.5e-050000.00093240.06187-0.001045-0.0103900-3.5e-05-0.0010455.163e-05-0000-0.01039-00.010860000-1.697e-0500000.0002038-0.00334501.463e-050.00058523.5e-050.001045-3.5e-050换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项rtMtrtVtMfpsps +热 ptpt +热001.463e-050000000.0005852000.038090.03809003.5e-05000000.00020380.0010450.35170.3517-0.0472-0.0472-1.697e-05-0.003345-3.5e-050.063150.06315-0.06315-0.063150000.0072760.007276001.764e-050.0034020-0.06456-0.064560.064560.064560.0034020.67980-12.4531.7112.2656.43005.022e-05000.0011860.001186换热器各部件边沿内力psps +热ptpt +热pt+ pspt+ ps +热Mh-508Hh1.316Ms1232Hs20.58MR2288H20.37rtMt2457rtVt-1.32Mf464.4预紧法兰力矩+热+热+热6667预紧工况换热器各部件边沿内力热+热+热-6093-12.92-868.1-5.5265620-5.29211117.096667预紧和操作工况换热器各部件边沿总内力热+热+热-6601-11.61363.815.05790915.08456715.787131换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值27.3123246123246123246管板剪切应力许用值0.960841123