熱交換器設(shè)計(jì)計(jì)算

1、熱交換器設(shè)計(jì)計(jì)算1、 基本參數(shù)管板與管箱法蘭、殼程圓筒紙之間的連接方式為e型熱交換器公稱直徑DN600，即Di=600mm換熱管規(guī)格382，L0=3000mm換熱管根數(shù)n=92管箱法蘭采用整體非標(biāo)法蘭管箱法蘭/殼體法蘭外直徑Df=760mm螺柱孔中心圓直徑Db=715mm殼體法蘭密封面尺寸D4=653mm 2、 受壓元件材料及數(shù)據(jù)以下數(shù)據(jù)查自GB 150.22011；管板、法蘭材料：16Mn鍛件 NB/T 470082010管板設(shè)計(jì)溫度取 10查表9，在設(shè)計(jì)溫度100下管板材料的許用應(yīng)力：178Mpa（100mm）查表B.13，在設(shè)計(jì)溫度100殼體/管箱法蘭/管板材料的彈性模量：殼程圓筒材料：

2、Q345R GB 713殼程圓筒的設(shè)計(jì)溫度為殼程設(shè)計(jì)溫度查表2，在設(shè)計(jì)溫度100下殼程圓筒材料的許用應(yīng)力：189Mpa（3mm16mm）查表B.13，在設(shè)計(jì)溫度10下殼程圓筒材料的彈性模量查表B.14在金屬溫度2080范圍內(nèi)，殼程圓筒材料平均線膨脹系數(shù)：管程圓筒材料：Q345R GB 713管程圓筒的設(shè)計(jì)溫度為殼程設(shè)計(jì)溫度按GB/T 1512014 中7.4.6.1規(guī)定，管箱圓筒材料彈性模量，當(dāng)管箱法蘭采用長頸對焊法蘭時(shí)，取管箱法蘭的材料彈性模量，即換熱管材料：20號(hào)碳素鋼管 GB 9948換熱管設(shè)計(jì)溫度取100查表6，在設(shè)計(jì)溫度100下?lián)Q熱管材料的許用應(yīng)力（16mm）查表B.3，設(shè)計(jì)溫度10

3、0下?lián)Q熱管材料的屈服強(qiáng)度（16mm）查表B.13，設(shè)計(jì)溫度100下?lián)Q熱管材料的彈性模量查表B.13，換熱管材料在沿長度平均的金屬溫度50下彈性模量：查表B.14，在金屬溫度2050范圍內(nèi)，換熱管材料平均線膨脹系數(shù)：螺柱材料：35CrMoA查表12，室溫下螺柱材料的許用應(yīng)力查表12，設(shè)計(jì)溫度100下螺柱材料的許用應(yīng)力3、 管板計(jì)算a. 確定管板布管方式及各元件結(jié)構(gòu)尺寸換熱管為轉(zhuǎn)角正三角形排列換熱管中心距S=48mm殼程圓筒計(jì)算厚度=殼程圓筒設(shè)計(jì)厚度按GB7132014 鋼板負(fù)偏差：C1=0.3mm按照GB/T 151 表7-1，對于不可抽管束的固定管板式熱交換器，其殼程圓筒最小厚度（包含1mm腐

4、蝕裕量）為10mm，取s=16mmb. 計(jì)算、A、A1、As、Kt、Q、s、t、At、Dt、t一根換熱管管壁金屬的橫截面積=殼程圓筒內(nèi)徑橫截面積管板開孔后的面積圓筒殼壁金屬橫截面積設(shè)管板名義厚度，換熱管伸出管板長度為1.5mm換熱管有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距）：管束模數(shù)系數(shù)殼體不帶波形膨脹節(jié)時(shí)，換熱管束與圓筒剛度比：系數(shù)系數(shù)系數(shù) 換熱管受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度lcr=1154mm系數(shù)換熱管回轉(zhuǎn)半徑系數(shù)換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力c. 對于其延長部分兼作法蘭的管板，計(jì)算Mm，按GB 150.32011第7章確定Mp，取pt作為法蘭計(jì)算壓力。墊片接觸面寬度按GB 150.32011 表 7-1 計(jì)算：墊片基本密封寬

5、度，墊片有效密封寬度按GB 150.32011 中 7.5.1.3 b）規(guī)定，墊片壓緊力作用中心圓直徑：按GB 150.32011 表7-4：墊片壓緊力的力臂查GB 150.32011 表 7-2，墊片系數(shù)m=3，比壓力y=69Mpa預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺柱載荷：操作狀態(tài)下需要的最小螺柱載荷： 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺柱面積操作狀態(tài)下需要的最小螺柱面積需要的螺柱面積基本法蘭力矩內(nèi)壓引起的作用于法蘭內(nèi)徑截面上的軸向力d. 假定管板計(jì)算厚度，計(jì)算e. 按查管板第一彎矩系數(shù)m1、系數(shù)G2，計(jì)算系數(shù) 查GB/T 1512014圖7-12得m1=？f. 管板第二彎矩系數(shù)m2 按查GB/T 1512014圖7-14 a 得 m2=2.