8-2 牛磺酸反应器强度校核r0301

1、过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 1 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 立式搅拌容器校核 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 筒体设计条件 内 筒 夹 套 设计压力 p MPa 0.5 0.5 设计温度 t C 150 150 内径 Di mm 2000 2200 名义厚度 dn mm 15 6 材料名称 Q345R Q345R 许用应力 s MPa 189 189 s t 189 189 压力试验温度下的屈服点 s t s 345 345 钢材厚度负偏差 C1 mm 0.3 0.3 腐蚀裕量 C2 mm 2 2 厚度附加量 CC1C2 mm 2.

2、3 2.3 焊接接头系数 f 0.9 0.9 压力试验类型 液压 液压 试验压力 pT MPa 0.11 0.11 筒体长度 Lw mm 2500 2300 内筒外压计算长度 L mm 1750 封 头 设 计 条 件 筒体上封头 筒体下封头 夹套封头 封头形式 椭圆形 椭圆形 名义厚度 dn mm 10 13 材料名称 Q345R Q345R 设计温度下的许用应力 s t MPa 189 189 钢材厚度负偏差 C1 mm 0.3 0.3 腐蚀裕量 C2 mm 2 2 厚度附加量 CC1C2 mm 2.3 2.3 焊接接头系数 f 1 1 主 要 计 算 结 果 内圆筒体 夹套筒体 内筒上封

3、头 内筒下封头 夹套封头 校核结果 校核合格 校核合格 校核合格 校核合格 质 量 m kg 1863.43 750.75 345.33 450.57 搅拌轴计算轴径 mm 悬臂轴(刚性轴)校核合格 备 注 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 2 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 内筒体内压计算 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 筒体简图 计算压力 Pc 0.51 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径 Di 2000.00 mm 材料 Q345R ( 板 材 ) 试验温度许用应力 s

4、189.00 MPa 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 试验温度下屈服点 ss 345.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 焊接接头系数 f 0.90 厚度及重量计算 计算厚度 Pc Di d = 2s t f - Pc = 3.03 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70 mm 名义厚度 dn = 15.00 mm 重量 1863.43 Kg 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 s = 0.1100 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力水平 sT sT 0

5、.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .( Di + d e ) = 9.68 2d e .fMPa 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 2d e s t f Pw= ( Di +d e ) = 2.14664 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 40.81 eMPa stf 170.10 MPa 校核条件 stf st 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 3 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 内筒体外压计算 计算单位 中航一集团航空

6、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 圆筒简图 计算压力 Pc -0.50 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径 Di 2000.00 mm 材料名称 Q345R (板材) 试验温度许用应力 s 189.00 MPa 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 试验温度下屈服点 ss 345.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 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 = 0.1100 MPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90

7、ss = 310.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .(Di + de ) = 9.68 2de .fMPa 校核条件 sT sT 校核结果 合格 厚度及重量计算 计算厚度 d = 11.80 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70 mm 名义厚度 dn = 15.00 mm 外压计算长度 L L= 1750.00 mm 筒体外径 Do Do= Di+2dn = 2030.00 mm L/Do 0.86 Do/de 159.84 A 值 A= 0.0007697 B 值 B= 97.18 重量 1863.43 kg 压力计算 许用外压力 P= B = 0

8、.60795 Do /d eMPa 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 4 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 内筒上封头内压计算 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 0.52 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径 Di 2000.00 mm 曲面深度 hi 500.00 mm 材料 Q345R (板材) 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 试验温度许用应力 s 189.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.

9、00 mm 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 s = 0.1100 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 14.31 2de.fMPa 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 D 2 = 1.0000 2 + i 6 2h i 计算厚度 KPc Di dh = 2s t f -0.5Pc = 2.73 mm 有效厚度 deh =dnh - C1

10、- C2= 7.70 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名义厚度 dnh = 10.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 345.33 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 2s t fd e Pw= KDi +0.5d e = 1.45250 MPa 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 5 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 内筒下封头内压计算 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 0.52 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径

11、Di 2000.00 mm 曲面深度 hi 500.00 mm 材料 Q345R (板材) 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 试验温度许用应力 s 189.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 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 s = 0.1100 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 10.31 2de.fMPa 校核条件

12、sT sT 校核结果 合格 厚度及重量计算 形状系数 K = 1 D 2 = 1.0000 2 + i 6 2h i 计算厚度 KPc Di dh = 2s t f -0.5Pc = 2.73 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名义厚度 dnh = 13.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 450.57 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 2s t fd e Pw= KDi +0.5d e = 2.01690 MPa 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 6 全 国 化 工 设

13、备 设 计 技 术 中 心 站 内筒下封头外压计算 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 -0.50 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径 Di 2000.00 mm 曲面深度 hi 500.00 mm 材料 Q345R (板材) 试验温度许用应力 s 189.00 MPa 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 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

14、.1100 MPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 10.31 2de.fMPa 校核条件 sT sT 校核结果 合格 厚 度 计 算 计算厚度 dh = 10.15 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70 mm 名义厚度 dnh = 13.00 mm 外径 Do Do= Di+2dnh = 2026.00 系数 K1 K1 = 0.8886 A 值 0.125A= ( K1Do /d e ) = 0.0007429 B 值 B= 93.89 重量 4

15、50.57 Kg 压 力 计 算 许用外压力 B P= ( K1Do /d e ) = 0.55804 MPa 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 7 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 夹套圆筒体计算 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 0.51 MPa 设计温度 t 150.00 C 内径 Di 2200.00 mm 材料 Q345R ( 板 材 ) 试验温度许用应力 s 189.00 MPa 设计温度许用应力 st 189.00 MPa 试验温度下屈服点

16、 ss 345.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 焊接接头系数 f 0.90 厚度及重量计算 计算厚度 Pc Di d = 2s t f - Pc = 3.30 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 3.70 mm 名义厚度 dn = 6.00 mm 重量 750.75 Kg 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 s = 0.1100 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力水平 sT sT 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .( Di

17、+ d e ) = 36.40 2d e .fMPa 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 2d e s t f Pw= ( Di +d e ) = 0.57119 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 151.88 eMPa stf 170.10 MPa 校核条件 stf st 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 8 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 窄面整体(或带颈松式)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 p 0.516 M

18、Pa 计算压力 pc 0.516 MPa 设计温度 t 150.0 C 轴向外载荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N.mm 壳体 材料名称 Q345R 许用应力 st n189.0 MPa 法 兰 材料名称 Q345R 许用 应力 sf 178.0 MPa st f160.0 MPa 螺 栓 材料名称 Q345 许用应力 sb 52.0 MPa st b50.0 MPa 公称直径 d B 48.0 mm 螺栓根径 d 1 42.6 mm 数量 n 60 个 垫 片 结构尺寸 mm Di 2100.0 Do 2300.0 Db 2250.0 D 外 2200.0 D 内 2000.0 0

19、40.0 Le 25.0 LA 6.0 h 50.0 1 69.0 材料类型 软垫片 N 100.0 m 2.75 y(MPa) 25.5 压紧面形状 1c,1d b 17.85 DG 2164.3 b06.4mm b= b0 b0 6.4mm b=2.53 b0 b06.4mm DG= ( D 外+D 内 )/2 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 Wa Wa= bDG y = 3094042.2 N 操作状态下需要的最小螺栓载荷 Wp Wp = Fp + F = 2242706.8 N 所需螺栓总截面积 Am Am = max

20、(Ap ,Aa ) = 59500.8 mm2 实际使用螺栓总截面积 Ab Ab = n p d 2 = 85466.3 4 1mm2 力 矩 计 算 操作 Mp FD = 0.785 D2 pc i = 1786314.5 N LD= L A+ 0.51 = 40.5 mm MD= FD LD = 72345736.0 N.mm FG = Fp = 344174.4 N LG= 0.5 ( Db - DG ) = 42.8 mm MG= FG LG = 14746142.0 N.mm FT = F-FD = 111082.9 N LT=0.5(LA + d1 + LG ) = 58.9 mm

21、 MT= FT LT = 6545278.0 N.mm 外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 93637160.0 N.mm 预紧 Ma W = 3769145.0 N LG = 42.8 mm Ma=W LG = 161488912.0 N.mm 计算力矩 Mo= Mp 与 Masf /s 中大者 M = 145158576.0 tfo N.mm 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 9 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 螺 栓 间 距 校 核 实际间距 ) = pDb= Ln11

22、7.8 mm 最小间距 Lmin = 102.0 ( 查 GB150-2011 表 9-3) mm 最大间距 Lmax = 372.9 mm 形 状 常 数 确 定 h0 =Did0 = 289.83 h/ho = 0.2 K = Do/DI = 1.095 d1 d0 = 1.7 由 K 查表 9-5 得 T=1.879 Z =11.023 Y =21.275 U=23.379 整体法兰 查图 9-3 和图 9-4 FI=0.89482 VI=0.40168 e = FI h0 =0.00309 松式法兰 查图 9-5 和图 9-6 FL=0.00000 VL=0.00000 e = FL

23、h0 = 0.00000 查图 9-7 由 d1/do 得 f = 2.08587 整体法兰d1 = U hod 2 VIo= 26990326.0 松式法兰 d1 = U hod 2 VLo= 0.0 d3h = f =d10.1 =f e+1 =1.46 g = y/T = 0.78 b = 4 d f e + 1 = 1.62 3l = g + h = 0.90 剪应力校核 计 算 值 许 用 值 结 论 预紧状态 t = W = 0.00 1pD l iMPa t 1 = 0.8s n 操作状态 t = Wp = 0.00 2pD l iMPa t = 0.8s t 2n 输入法兰厚度

24、f = 150.0 mm 时, 法兰应力校核 应力性质计 算 值 许 用 值 结 论 轴向应力o H = fM o = 33.51 ld 2 D1iMPa 1.5st =240.0 或 f2.5st =472.5( 按整体法兰设计n的任 意 式法兰, 取1.5st ) n校核合格 径向应力o = (1.33d f e +1)M 0 = 5.50 Rld 2 Df iMPa st = 160.0 f 校核合格 切向应力o = M0Y - Zs = 4.75 Td2 DRf i MPa st = 160.0 f 校核合格 综合应力max( 0.5(s+ s ),0.5(s+ s ) = HRHT1

25、9.50 MPa st = 160.0 f 校核合格 刚度系数J = 52.14VI Mo = 0.125 lEd 2K ho 1 o校核合格 法兰校核结果 校核合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 10 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 搅 拌 轴 设 计 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 计算条件 简 图 轴支承情况 悬臂轴 传动侧轴承 搅拌侧轴承 搅拌桨 轴计算类型 刚性轴 电动机额定功率 PN kW 2.1 轴设计转速 n r/min 100 设备内设计压力 p MPa 0.5 轴安装形式 底插式轴 轴材料名称 16Mn 轴材料抗拉强度

26、 s b MPa 550 轴材料压缩屈服强度 ss MPa 286.25 轴材料弹性模量 E MPa 198500 轴材料剪切模量 G MPa 76346.2 轴材料密度 rs kg/m3 7800 平衡精度等级 16 传动装置效率 h1 0.82 许用扭转角 g /m 0.35 程序取值，用户对扭转变形无要求 轴封处许用径向位移 dlo mm 0.31 程序计算值 悬臂轴轴端许用径向位移 mm - 用户对轴端径向位移无要求 轴结构类型 实心轴 空心轴内径与外经之比 N o - 两轴承之间长度 mm 100 悬臂端与两轴承间轴径差 mm - 轴封至轴承距离 mm 100 流体径向力系数 K 1 0.5 轴封形式 单端面机械密封 填料密封圈总高度 mm - 轴承 A 形式 滚动轴承 轴承