E0104换热器sw6-2011设备强度计算校核源文件E0104

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 0.1MPa设计压力 0.1MPa设计温度 25设计温度 34壳程圆筒内径Di500 mm管箱圆筒内径Di500mm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)校核计算前端管箱法兰计算前端管箱法兰计算任意式法兰作为松式法兰计算开孔补强设计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 0.10MPa设计温度 t 34.00 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 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 1.00mm焊接接头系数 f 0.90厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.15mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 4.70mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 74.87Kg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 = 1.0000 (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 = = 59.66 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= = 3.16810MPa设计温度下计算应力 st = = 5.37MPastf 170.10MPa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6.00mm,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 0.10MPa设计温度 t 34.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 250.00mm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 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.90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= 1.0000 (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 = = 12.90MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.5000计算厚度 dh = = 0.07mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 11.00mm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 42.58 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 14.64657MPa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 0.10MPa设计温度 t 34.00 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 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 1.00mm焊接接头系数 f 0.90厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.15mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 4.70mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 74.87Kg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 = 1.0000 (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 = = 59.66 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= = 3.16810MPa设计温度下计算应力 st = = 5.37MPastf 170.10MPa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6.00mm,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 0.10MPa设计温度 t 34.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 250.00mm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 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.90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= 1.0000 (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 = = 12.90MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.5000计算厚度 dh = = 0.07mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 11.00mm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 42.58 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 14.64657MPa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 0.22MPa设计温度 t 25.00 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 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 1.00mm焊接接头系数 f 0.90厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.33mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 4.70mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 224.61Kg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 = 1.0000 (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 = = 59.66 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= = 3.16810MPa设计温度下计算应力 st = = 12.08MPastf 170.10MPa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6.00mm,合格前端管箱法兰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 件简 图设计压力 p0.010MPa计算压力 pc0.010MPa设计温度 t80.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称S30408许用137.0MPa体应力 137.0MPa法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力181.0MPa材料名称35CrMoA螺许用117.0MPa应力109.5MPa栓公称直径 dB20.0mm螺栓根径 d d17.3mm数量 n24个Di816.0Do930.0垫 结构尺寸Db890.0D外844.0 mmD内804.0l11.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG828.0片b0 6.4mm b=2.53 b8.00压紧面形状1a,1b材料类型 软垫片N 20.0m2.00y(MPa)11.0螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 228924.6N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 6217.0 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1956.6mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 5637.6mm2垫片最小宽度 NminNmin = 11.5mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 5227.0NLD= 0.5(Db -Di) = 37.0mmMD= FD LD = 193397.9N.mmFG = Fp = 832.0NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mmMG= FG LG = 25793.4N.mmFT = F-FD = 154.9N图(a):LT= 0.5(Db - DG)图(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 34.0mmMT= FT LT = 5265.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 224456.3预紧 MaW=Wa= 444260.0NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mmMa= W LG = 13772303.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 中大者 Mo=13772303.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距116.5mm最小间距46.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距136.0mm 输入法兰厚度f = 40.0mm, 法兰应力校核K=Do/Di = 1.140Y=14.883 (查GB150.3-2011表7-9)计 算 值许 用 值结 论图a结构15.75MPa校核合格剪应力校核0.22MPa校核合格计 算 结 果 按环向应力确定的法兰厚度 37.3mm校核合格任意式法兰作为松式法兰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 件简 图设计压力 p0.225MPa计算压力 pc0.225MPa设计温度 t34.0 C轴向外载荷 F10.0N外力矩 M5.0N.mm壳材料名称Q345R许用189.0MPa体应力 189.0MPa法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力181.0MPa材料名称S30408螺许用128.0MPa应力124.3MPa栓公称直径 dB20.0mm螺栓根径 d d17.3mm数量 n20个Di512.0Do630.0垫 结构尺寸Db590.0D外440.0 mmD内404.0l12.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG424.8片b0 6.4mm b=2.53 b7.59压紧面形状1a,1b材料类型 软垫片N 18.0m2.00y(MPa)11.0螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 111426.6N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 41021.7 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 870.5mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 4698.0mm2垫片最小宽度 NminNmin = 20.5mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 46315.8NLD= 0.5(Db -Di) = 39.0mmMD= FD LD = 1806315.0N.mmFG = Fp = 9115.0NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 82.6mmMG= FG LG = 752806.1N.mmFT = F-FD = -14429.9N图(a):LT= 0.5(Db - DG)图(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 60.8mmMT= FT LT = -877263.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 1681858.1预紧 MaW=Wa= 356383.5NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 82.6mmMa= W LG = 29433716.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 中大者 Mo=29433716.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距92.7mm最小间距46.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距121.6mm 输入法兰厚度f = 34.0mm, 法兰应力校核K=Do/Di = 1.230Y=9.481 (查GB150.3-2011表7-9)计 算 值许 用 值结 论图a结构18.46MPa校核合格剪应力校核2.13MPa校核合格计 算 结 果 按环向应力确定的法兰厚度 54.9mm校核合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N1, 184计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.225MPa设计温度25壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.9壳体内直径 Di500mm壳体开孔处名义厚度n6mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 0mm接管连接型式 接管实际内伸长度 4mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 12.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 mm接管计算厚度t mm补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr 开孔补强计算直径 d 12.8mm补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm接管有效内伸长度 h2 mm开孔削弱所需的补强面积A mm2壳体多余金属面积 A1 mm2接管多余金属面积 A2 mm2补强区内的焊缝面积 A3 mm2A1+A2+A3= mm2 补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N2, 184计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.225MPa设计温度25壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.9壳体内直径 Di500mm壳体开孔处名义厚度n6mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 0mm接管连接型式 接管实际内伸长度 4mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 12.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 mm接管计算厚度t mm补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr 开孔补强计算直径 d 12.8mm补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm接管有效内伸长度 h2 mm开孔削弱所需的补强面积A mm2壳体多余金属面积 A1 mm2接管多余金属面积 A2 mm2补强区内的焊缝面积 A3 mm2A1+A2+A3= mm2 补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N3, 204计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.225MPa设计温度34壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.9壳体内直径 Di500mm壳体开孔处名义厚度n6mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 0mm接管连接型式 接管实际内伸长度 4mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 14.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 mm接管计算厚度t mm补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr 开孔补强计算直径 d 14.8mm补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm接管有效内伸长度 h2 mm开孔削弱所需的补强面积A mm2壳体多余金属面积 A1 mm2接管多余金属面积 A2 mm2补强区内的焊缝面积 A3 mm2A1+A2+A3= mm2 补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N4, 204计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.225MPa设计温度34壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.9壳体内直径 Di500mm壳体开孔处名义厚度n6mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C21mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 0mm接管连接型式 接管实际内伸长度 4mm接管材料 S30408接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 1mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 14.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 mm接管计算厚度t mm补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr 开孔补强计算直径 d 14.8mm补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm接管有效内伸长度 h2 mm