E0314强度校核说明书

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江南大学设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.11MPa设计压力 0.11MPa设计温度 90设计温度 50壳程圆筒内径Di400 mm管箱圆筒内径Di400mm材料名称S31603材料名称S31603试验压力0.15MPa试验压力0.1375MPa 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/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 400.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa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 = = 0.22mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 178.85Kg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 = 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 5.76 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= = 2.86616MPa设计温度下计算应力 st = = 3.91MPastf 102.00MPa校核条件stf st结论 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/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 400.00mm曲面深度 hi 100.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa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= 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 5.72MPa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 = = 0.22mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 dmin = 2.00mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 13.07 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 2.88643MPa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/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 400.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa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 = = 0.22mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 178.85Kg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 = 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 5.76 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= = 2.86616MPa设计温度下计算应力 st = = 3.91MPastf 102.00MPa校核条件stf st结论 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/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 400.00mm曲面深度 hi 100.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa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= 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 5.72MPa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 = = 0.22mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 dmin = 2.00mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 13.07 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 2.88643MPa结论 合格内压圆筒校核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/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 90.00 C内径 Di 400.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa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 = = 0.22mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 178.85Kg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 = 0.1500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 6.28 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= = 2.86616MPa设计温度下计算应力 st = = 3.91MPastf 102.00MPa校核条件stf st结论 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 图壳程圆筒设计压力 ps0.11MPa设计温度 Ts 90平均金属温度 ts70装配温度 t020材料名称S31603设计温度下许用应力st120MPa平均金属温度下弹性模量 Es 1.912e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.666e-05mm/mm壳程圆筒内径 Di400mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)8mm壳 程 圆 筒 有效厚 度5.7mm壳体法兰设计温度下弹性模量 1.898e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.257e+05mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )7265mm2管箱圆筒设计压力pt0.11MPa材料名称: S31603设计温度Tt50设计温度下弹性模量 Eh1.995e+05MPa管箱圆筒名义厚度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh17mm管箱圆筒有效厚度dhe17mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.995e+05MPa换热管材料名称: S31603管子平均温度 tt23设计温度下管子材料许用应力117MPa设计温度下管子材料屈服应力148.8MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.898e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 1.948e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.64e-05mm/mm管子外径 d19mm管子壁厚dt2mm管子根数 n99注：换热管换热管中心距 S25mm一根管子金属横截面积106.8mm2换热管长度 L2300mm管子有效长度(两管板内侧间距) L2228mm管子回转半径 6.052Mm管子受压失稳当量长度2000mm系数Cr =158.7比值 330.5管子稳定许用压应力 () 11.43MPa管子稳定许用压应力 () MPa管板材料名称: S31603设计温度 90设计温度下许用应力100.8MPa设计温度下弹性模量1.898e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 4mm管板输入厚度dn36mm管板计算厚度 d31.7mm管板分程处面积 Ad0mm2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胀接，开槽管板和管子胀接(焊接)高度l47mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q4MPa管箱法兰材料名称: Q345R法兰厚度 34mm法兰外径540mm基本法兰力矩 1.298e+07Nmm管程压力操作工况下法兰力 7.951e+05Nmm法兰宽度 70mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)8.976e+07Nmm管箱圆筒常数0.022041/mm材料名称: S31603法兰厚度 30.7mm法兰外径与内径之比 1.35壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)6.627壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)3.243e+06Nmm壳程圆筒常数0.038071/mm螺栓材料名称40MnB螺栓材料弹性模量 Eb1.985e+05MPa螺栓长度lb71.7mm螺栓总横截面积Ab4698mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD39mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG45mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST47.5mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG3.584e+04MPa垫片厚度G3mm垫片有效受压面积AG6440mm2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 1.482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 22.552e+04mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 5.359e+04mm2管板布管区当量直径 261.2mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)5.535e+08Nmm管子加强系数 , K =2.595管束弹性基础系数34.5N/mm3系数 0.4762系数 0.4144系数 1.853系数 4.939换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH1.533e-066.005e-0600006.005e-060.00091590000009.566e-06-8.384e-05-1.468e-06000-8.384e-050.003255-2.253e-05-0.000115300-1.468e-06-2.253e-052.336e-06-0000-0.0001153-00.000150000-9.041e-0700005.504e-05-6.05e-0501.028e-061.747e-051.468e-062.253e-05-1.468e-060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001.028e-060000001.747e-05000.00073250.0007325001.468e-06000005.504e-052.253e-050.0036950.003695-0.0002582-0.0002582-9.041e-07-6.05e-05-1.468e-060.00017640.0001764-0.0001764-0.0001764000-6.339e-06-6.339e-06-0-01.638e-065.258e-050-0.0001931-0.00019310.00019310.00019315.258e-050.0067260-0.009946-0.88310.005261-0.8679002.551e-06004.02e-064.02e-06换热器各部件边沿内力psps +热ptpt +热pt+ pspt+ ps +热Mh-48.758138121.2830872.58260Hh-1.201200.53.888205.62.687204.4Ms39.8-813.2-13.89-866.925.91-827.1Hs2.887-37.88-0.7559-41.522.131-38.63MR174.3-1.645e+04-251-1.688e+04-76.66-1.67e+04H2.176-29.15-0.5809-31.911.595-29.73rtMt-31.74-325.435.39-258.33.65-290.1rtVt0.3135-276.4-1.746-278.5-1.432-278.1Mf79.74-1.331e+04-203.6-1.36e+04-123.9-1.352e+04预紧法兰力矩+热+热+热1.033e+041.033e+04836.31.423e+04756.61.415e+04预紧工况换热器各部件边沿内力热+热+热-6316-6316-511.2-8698-462.5-8650-155.6-155.6-12.6-214.3-11.4-213.1-577-577-46.71-794.7-42.25-790.2-30.54-30.54-2.472-42.05-2.236-41.8283158315673.11.145e+04608.91.139e+04-23.47-23.47-1.9-32.32-1.718-32.1429102910235.64008213.1398652.2952.294.23372.023.82971.621.033e+041.033e+04836.31.423e+04756.61.415e+04预紧和操作工况换热器各部件边沿总内力热+热+热-63651822-390-390-390-390-156.844.91-8.71-8.71-8.71-8.71-537.2-1390-60.6-1662-16.34-1617-27.65-68.41-3.228-83.57-0.1052-80.458489-8135422.1-5424532.2-5314-21.29-52.62-2.48-64.23-0.1231-61.87287925852713750216.8369552.61-224.12.487-206.42.397-206.51.041e+04-2981632.7632.7632.7632.7换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值67.09190.56.344197.14.962196.1151.1302.2151.1302.2151.1302.2管板剪切应力许用值6.354-27.070.3691-24.930.322-24.9450.38151.150.38151.150.38151.1壳体法兰应力许用值-21.22-59.94-2.219-68.74-1.823-68.35151.1302.2151.1302.2151.1302.2中部换热管应力许用值压许用值-6.89357.35-1.02255.96-0.629356.111711711711711711711.4313.7211.4313.7211.4313.72周边换热管应力许用值压许用值-3.59257.35-0.188555.96-0.0514156.111735111735111735111.4313.7211.4313.7211.4313.72换热管拉脱应力许用值0.26242.1840.038932.1310.023962.136444444壳体轴向应力许用值10.34-38.211.259-35.392.35-34.3102306102306102306壳体端部总应力许用值109.5294.912.45342.25.368333151.1302.2151.1302.2151.1302.2管箱轴向应力许用值000.64710.64710.64710.6471120360120360120360管箱端部总应力许用值78.922.595.3355.3355.3355.335277.5555277.5555277.5555结论管板名义厚度36mm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=47mm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不满足要求改变管板与壳程圆筒连接结构,要求壳程圆筒端部(法兰颈部大端)厚度=8.387mm,加厚段长度4mm.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0.01-5.388183.31.202183.70.679183.14.134-5.316183.41.209183.70.6843183.28.257-5.099183.51.2291840.7005183.512.38-4.738183.81.262184.40.7273183.916.5-4.232184.11.309184.90.7647184.420.63-3.58184.61.368185.60.8128185.124.75-2.7831851.441186.40.8714185.828.88-1.839185.51.527187.30.9404186.733-0.74911861.625188.21.02187.637.120.4887186.51.736189.21.109188.541.251.875186.91.859190.11.209189.545.373.409187.21.9931911.318190.349.495.093187.32.139191.81.437191.153.626.925187.32.296192.51.565191.857.748.9071872.4641931.702192.261.8711.04186.32.642193.21.848192.465.9913.32185.42.829193.12.002192.270.1115.75183.93.024192.62.164191.774.2418.321823.228191.62.334190.778.3621.04179.53.439190.12.51189.279.7822.01178.43.513189.52.572188.581.222.99177.33.587188.72.635187.882.6223.99176.23.663187.92.69818784.0425.01174.93.7391872.762186.185.4626.05173.53.815186.12.827185.186.8827.1172.13.8921852.89218488.328.16170.53.97183.82.958182.889.7229.25168.84.048182.63.024181.591.1330.34167.14.126181.23.091180.292.5531.46165.24.205179.73.158178.793.9732.59163.24.284178.23.226177.195.3933.73161.14.363176.53.294175.496.8134.89158.84.442174.73.362173.6管板径向弯曲应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热98.2336.06156.54.521172.73.431171.699.6537.251544.601170.73.5169.6101.138.45151.44.68168.53.569167.4102.539.66148.64.759166.23.638165103.940.88145.74.838163.73.707162.6105.342.12142.74.917161.13.776160106.743.37139.54.996158.33.846157.2108.244.64136.15.074155.43.915154.3109.645.91132.65.152152.43.984151.211147.2128.95.229149.24.053148112.448.5125.15.305145.84.122144.6113.849.8121.15.381142.24.19141115.351.12116.95.456138.54.258137.3116.752.44112.55.53134.64.326133.4118.153.78107.95.604130.54.393129.3124.459.7485.545.913110.14.682108.9130.665.859.096.19485.714.95584.47130.626.3223.632.47734.281.98233.7914833.72.282.81715.322.36914.87165.340.02-16.582.908-1.9222.684-2.146182.745.61-33.412.799-17.742.949-17.5920050.69-48.572.52-32.383.178-31.73管板径向膜应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热130.6-1.291-3.189-0.1503-3.893-0.007464-3.75130.6-0.5162-1.276-0.06014-1.557-0.002986-1.5148-0.576-1.424-0.06711-1.738-0.003332-1.674165.3-0.618-1.527-0.072-1.864-0.003575-1.796182.7-0.6486-1.603-0.07557-1.957-0.003752-1.885换热管束轴向应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.01-6.717-4.868-1.022-8.32-0.6293-7.9274.134-6.719-4.805-1.022-8.256-0.629-7.8638.257-6.725-4.614-1.021-8.065-0.6283-7.67212.38-6.734-4.296-1.019-7.746-0.6271-7.35516.5-6.746-3.851-1.016-7.3-0.6254-6.9120.63-6.761-3.279-1.012-6.726-0.6231-6.33724.75-6.778-2.578-1.007-6.023-0.6203-5.63728.88-6.797-1.75-1.001-5.191-0.6169-4.80733-6.817-0.7926-0.9939-4.228-0.6127-3.84737.12-6.8360.2937-0.9857-3.135-0.6078-2.75741.25-6.8551.509-0.9763-1.911-0.6021-1.53745.37-6.8712.855-0.9654-0.5537-0.5955-0.183849.49-6.8834.33-0.95310.9363-0.58791.30253.62-6.8915.935-0.93922.56-0.57922.9257.74-6.8937.671-0.92364.318-0.56934.67261.87-6.8869.535-0.90616.21-0.55816.55865.99-6.8711.53-0.88668.237-0.54558.57870.11-6.84313.65-0.864910.4-0.531310.7374.24-6.80115.9-0.84112.69-0.515413.0278.36-6.74418.27-0.814515.12-0.497715.4479.78-6.72119.12-0.804815.99-0.491216.381.2-6.69519.98-0.794816.87-0.484417.1882.62-6.66720.85-0.784417.77-0.477418.0784.04-6.63621.74-0.773718.68-0.470218.9885.46-6.60322.65-0.762619.61-0.462619.9186.88-6.56723.56-0.751320.55-0.454820.8588.3-6.52924.49-0.739521.51-0.446821.889.72-6.48825.44-0.727422.48-0.438522.7791.13-6.44426.39-0.714923.47-0.429823.7592.55-6.39627.37-0.70224.47-0.420924.7593.97-6.34628.35-0.688825.49-0.411725.7695.39-6.29329.35-0.675126.52-0.402226.7996.81-6.23630.36-0.661127.56-0.392427.83换热管束轴向应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热98.23-6.17631.38-0.646628.62-0.382328.8999.65-6.11232.41-0.631729.7-0.371929.96101.1-6.04433.46-0.616430.78-0.361131.04102.5-5.97334.52-0.600631.88-0.3532.13103.9-5.89735.59-0.584533-0.338633.24105.3-5.81836.67-0.567834.12-0.326834.36106.7-5.73537.76-0.550735.26-0.314635.5108.2-5.64738.86-0.533236.41-0.302136.64109.6-5.55539.97-0.515137.58-0.289237.8111-5.45841.09-0.496638.75-0.27638.97112.4-5.35742.23-0.477739.94-0.262440.15113.8-5.2543.37-0.458241.13-0.248341.34115.3-5.13944.51-0.438242.34-0.233942.55116.7-5.02345.67-0.417743.56-0.219143.76118.1-4.90246.84-0.396744.79-0.203944.98124.4-4.30452.05-0.297950.3-0.131950.47130.6-3.59257.35-0.188555.96-0.0514156.1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 0.11MPa设计温度 t 90.00 C外径 Do 19.00mm材料 S31603 ( 管材 )试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 117.00MPa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 1.93Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 27.52941MPa设计温度下计算应力 st = = 0.47MPastf 117.00MPa校核条件stf st结论 直管换热管内压计算合格直管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 -0.11MPa设计温度 t 90.00 C外径 D0 19.00mm材料名称 S31603 (管材)试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 117.00MPa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= 2300.00mm外径 Do Do= 19.00mmL/Do 121.05Do/de 9.50A 值 A= 0.0138925B 值 B= 123.65MPa重量 1.93 kg压力计算许用外压力当时， = 21.55777MPa当时，=结论 换热管外压计算合格直管换热管壳程压力试验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 -0.15MPa设计温度 t 20.00 C外径 D0 19.00mm材料名称 S31603 (管材)试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 117.00MPa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 = 0.11mm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= 2300.00mm外径 Do Do= 19.00mmL/Do 121.05Do/de 9.50A 值 A= 0.0138925B 值 B= 137.57MPa重量 1.93 kg压力计算许用外压力当时， = 23.98356MPa当时，=结论 换热管壳程压力试验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 图壳程圆筒设计压力 ps0.11MPa设计温度 T