毕业设计换热器设计

3?0.4?0.0286?0.0122，故取G1?G1i?0.57

2.819而G1e?3?m/K?G2=1.9，G3=0.039

~?——管板布管区周边处径向应力系数； ?r~?=3m(1??)?3?0.0286?(1?0.048)?0.002286 ?r4K(Q?G2)4?2.819?(1.269?1.9)~——管板布管区周边剪切应力系数； ?p~=?p1??1?0.048??0.0751

4(Q?G2)4?(1.269?1.9)~Mws——壳体法兰力矩系数；

管程压力作用工况下 ~~Mws??Mp?M1=0.2014×（-0.009496）-0.007836=-0.009748 （3）管板应力校核

[?]tr——设计温度时，管板材料的许用应力，MPa；

?r——管板径向应力，MPa；

Di?0.76815002~P???r?|?|?|0.002286?(?12.956)?()|?7.933 ??ra????0.41272?r?1.5[?]tr=181.8

?r?——管板布管区周边处的径向应力，MPa；

?kk2?0.768?(?12.956)()?1??(2?m)????m2m0.4?p~????r??a?× r2??15002?0.2120.2120.002286?()?1??(2?0.0286)?127?0.02862?0.0286?Di2

=-41.06

?r??1.5[?]tr=181.8

?p——管板布管区周边剪切应力，MPa；

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?p??pa~Dt0.768?(?12.956)1354??0.0751?=-19.92 ?p?0.4127??p?0.5[?]tr=60.6

换热管的轴向应力

?t?G2?Q??1?1?1.9?1.269?(?0.048)?=70.324 P?P?0??(?12.956)a??c????Q?G2?0.114?1.269?1.9??t????tt?86.6

壳程圆筒轴向应力

A?(1??)1.77?0.768?(1?0.048)Pa??(?12.956)=-3.4134

As(Q?G2)1.55?(1.269?1.9)?c??c?????tc=118.3

换热管与管板连接拉脱应力

q??ta?12.956?106.8??-7.23 dl?19?3?3.14q??q?=43.3

计算结果表明，管板满足条件

3.5、支座设计计算

鞍式支座如图所示。鞍式支座在换热器上的布置，因L?3000mm，取LB?(05.~07.) L。

图3.5 鞍式支座图

在本换热器设计过程中，令LB?2500mm，且令L'c?Lc?1000mm

查JB/T4712.1-1992标准，在DN1000-2000mm、120o包角轻型带垫板或不带垫板鞍式

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支座结构如图2-10所示：

图3.6 120包角鞍式支座结构图

o

JB/T4712.1-1992,鞍座BI 600-S 材料Q235A

相关尺寸见表3-2：

表3-2 鞍座结构尺寸 mm 公称允直径 许DN 载荷 Q KN 鞍座高度 h 腹板 螺栓间距 鞍座 质量 kg 带垫板 增加100mm高度增加的质量,kg 底 板 筋 板 垫 板 l1 b1 ?1 ?2 l3 b3 ?3 弧长 b4 ?4 e l2 1500 272 250 1060 200 12 8 242 230 8 1760 320 8 40 900 101 12 对鞍式支座校核

置于对称分布的鞍座上卧式容器所受的外力包括载荷和支座反力。容器受重力作用时，双鞍座卧式容器可近似看成支承在两个铰支点上受均布载荷的外伸简支梁。在此次设计中我们对注满水时的静重情况进行校核计算。经计算可得容器自重与充满水的总重为：

2F=2×294000=588000N

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3.5.1弯矩计算

计算跨中截面弯矩：

M1?F(C1L?A)?294000?(0.25?9587?1237)?8.57?107N.mm 支座截面弯矩：

M2?

LFAA294000?12371237300(1??C32?C2)?(1??0.012??1)??4.596?107N.mmC2LA195871237式中C1、C2、C3为系数，经查[14]图3-16、图3-17、图3-18得C1?0.25、C2?1.0、

C3?0.012

3.5.2 跨中截面处的轴向应力

因M1?M2,对长薄壁圆筒，公需校核跨中截面筒体的轴向应力，因是正压操作，危险工况一是在非操作状态，即容器充满水面无压力时，在筒体最高点有最大压应力：

M18.57?107?1??????48.52MPa 22?Rite3.14?300?(8?1.75)对于长圆筒?cr?1.1E1.1?200000??23.87MPa Do26002()()8?1.75te明显?1??cr

故需调整结构参数，在此我们增大筒体厚度取tn?10mm而te?10?1.75?8.25mm

M18.57?107重新计算?1??????36.769MPa 22?Rite3.14?300?(10?1.75)?cr?1.1E1.1?200000??41.6MPa Do26002()()10?1.75te显然?1??cr且?1?[?]t

另一危险工况是操作状态下，筒体最低处有最大拉应力：

pRiM10.77?3008.57?107?2?????50.769MPa

2te?Ri2te2?(10?1.75)3.14?3002?(10?1.75)显然?2?[?]t 3.5.3 筒体中切向应力

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