换热器强度校核E0316换热器校核

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 0.55MPa设计压力 0.088MPa设计温度 50设计温度 75壳程圆筒内径Di1100 mm管箱圆筒内径Di1100mm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 0.09MPa设计温度 t 75.00 C内径 Di 1100.00mm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 = = 0.26mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1974.44Kg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 = 0.6000 (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 = = 34.32 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= = 3.30414MPa设计温度下计算应力 st = = 5.03MPastf 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11.00mm,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 0.39MPa设计温度 t 75.00 C内径 Di 1100.00mm曲面深度 hi 275.00mm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 = 1.25p= 0.6000 (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 = = 34.17MPa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 = = 1.13mm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 135.80 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 3.31864MPa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 0.09MPa设计温度 t 75.00 C内径 Di 1100.00mm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 = = 0.26mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1974.44Kg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 = 0.6000 (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 = = 34.32 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= = 3.30414MPa设计温度下计算应力 st = = 5.03MPastf 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11.00mm,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 0.39MPa设计温度 t 75.00 C内径 Di 1100.00mm曲面深度 hi 275.00mm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 = 1.25p= 0.6000 (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 = = 34.17MPa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 = = 1.13mm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 135.80 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 3.31864MPa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 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.85MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1100.00mm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 = = 2.48mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1974.44Kg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 = 0.6000 (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 = = 34.32 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= = 3.30414MPa设计温度下计算应力 st = = 48.62MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格不带法兰固定式管板计算(c) 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Ps0.55MPa设计温度 t50平均金属温度 30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2.005e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.098e-05mm/mm壳程圆筒内径 1100mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 12mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 9.7mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di29.503e+05mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( DI+dn ) 3.382e+04mm2管箱圆筒设计压力0.088MPa设计温度 75材料名称Q345R设计温度下弹性模量1.982e+05MPa管箱圆筒名义厚度12mm管箱圆筒有效厚度9.7mm换热管材料名称16Mn管子平均温度 t60设计温度下管子材料许用应力 181MPa设计温度下管子材料屈服应力 299.4MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.982e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 1.99e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.12e-05mm/mm管子外径 d25mm管子壁厚2mm管子根数 n931换热管中心 S32mm一根管子金属横截面积144.5mm2换热管长度 L1 6000mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L 5900mm换热管管束模数 =4125MPa管子回转半径 8.162mm管子受压失稳当量长度 2mm系数 Cr =114.3比值 0.245管子稳定许用压应力 () = MPa管子稳定许用压应力 () =149.5MPa管板材料名称Q345R设计温度 75设计温度下许用应力 181MPa设计温度下弹性模量 1.982e+05MPa管板腐蚀裕量 4mm管板输入厚度 50mm管板计算厚度 29.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad50mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管子加强系数 , K =8.232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胀接许用拉脱应力q4MPa焊接许用拉脱应力qMPa管箱法兰材料名称 管箱法兰厚度 mm比值 比值 系数 (查图25) 系数 (查图26) 旋转刚度 MPa注：壳体法兰材料名称Q345R壳体法兰厚度50mm管板延长部分凸缘外直径 Df 1500mm管板延长部分凸缘宽度 200mm比值 0.008818比值 0.04545系数(按ds /Di ,df”/Di ) 查图25)0.005337系数 (查图26)w0.0002646旋转刚度 8.264MPa系数计算旋转刚度( c型结构 0) 8.264MPa旋转刚度无量纲参数 0.001573膨胀节总体轴向刚度 N/mm管板第一弯矩系数m1,(按K,查图27) 0.392系数 30.39系数(按查图29) 4.466换热管束与不带膨胀节壳体刚度之 3.949换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 管板第二弯矩系数m2,按K,Q(或Qex)查图28(a)或(b)2.398管板参数管板开孔后面积A- 0.25 n4.933e+05mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 8.257e+05mm2管板布管区当量直径 1025mm系数计算系数 0.5191系数 0.2727系数 6.12系数 (带膨胀节时代替Q) 9.272管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.9321管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 0.5589仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况 (Pt = 0) 不计温差应力计温差应力换热管与壳程圆筒热膨胀变形差=(t-t)-(t-t) 0.00.0003394当量压力组合 0.550.55MPa有效压力组合 3.36621.79MPa边界效应压力组合 0.0029350.002935MPa边界效应压力组合系数 0.001680.0002595 管板边缘力矩系数 0.001680.0002595管板边缘剪力系数 0.051050.007887管板总弯矩系数 0.48940.4077系数仅用于 时 0.071640.05967系数 当时,按 K 和 m 查图31(a)实线 当时,按 K 和 m 查图31(b)0.069640.08292系数 0, =, 0, =; 0, =0.083890.08655管板径向应力系数带膨胀节Q为Q =0.0025050.002571管板布管区周边处径向应力系数 =0.0043930.004255管板布管区周边处剪切应力系数 =0.029860.0297计算值许用值 计算值许用值管板径向应力 3.6381.5 =271.580.573 =543 MPa管板布管区周边处径向应力-0.019351.5 =271.5-2.6213 =543 MPa管板布管区周边剪切应力 -1.0920.5 =90.523.431.5 =271.5MPa换热管轴向应力 1.17=181=149.5-34.683 =543=149.5MPa壳程圆筒轴向应力 1.051=18932.99=567MPa换热管与管板连接拉脱应力 q =0.04581q=41.3583q焊接q胀接4MPa计算结果管板名义厚度50mm管板校核通过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 0.09MPa设计温度 t 75.00 C外径 Do 25.00mm材料 16Mn ( 管材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 181.00MPa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 6.81Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 31.47826MPa设计温度下计算应力 st = = 0.51MPastf 181.00MPa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 -0.55MPa设计温度 t 75.00 C外径 D 25.00mm材料名称 16Mn (管材)试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应