浮頭式換熱器浮頭法蘭合理設(shè)計(jì)方法分析

1、    浮頭式換熱器浮頭法蘭合理設(shè)計(jì)方法分析                         更新時(shí)間：2007-06-04 15:50:28               

2、;             關(guān)鍵詞浮頭式換熱器,浮頭法蘭,合理設(shè)計(jì),方法分析摘要浮頭式換熱器浮頭法蘭的設(shè)計(jì)由于受偏心力臂Lr(見(jiàn)圖1)的影響.使其設(shè)計(jì)長(zhǎng)期存在困惑.這是由于偏心Lr在正反兩方面影響法蘭計(jì)算厚度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)厚度.Lr處于不確定狀態(tài).因此Lr是浮頭法蘭合理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.         1 前言     浮頭式換熱器浮頭

3、法蘭的設(shè)計(jì)由于受偏心力臂Lr(見(jiàn)圖1)的影響.使其設(shè)計(jì)長(zhǎng)期存在困惑.這是由于偏心Lr在正反兩方面影響法蘭計(jì)算厚度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)厚度.Lr處于不確定狀態(tài).因此Lr是浮頭法蘭合理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.     Lr一方面對(duì)法蘭在Pf.Ps兩工況下的操作力矩直接發(fā)生作用.影響法蘭計(jì)算厚度.另一方面還對(duì)法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求(焊接結(jié)構(gòu)要求及流通面積要求)的法蘭厚度產(chǎn)生影響.     為此Lr對(duì)浮頭法蘭設(shè)計(jì)的影響是多方面.而且不確定.所以使設(shè)計(jì)趨復(fù)雜化.以下分別就 Lr對(duì)各法蘭計(jì)算厚度的影響及各法蘭厚度的合理確定進(jìn)

4、行分析2 浮頭法蘭在Ps .Pf的操作力矩作用下最佳厚度的確定                事實(shí)上上述最佳Lr的確定僅是浮頭法蘭合理設(shè)計(jì)的第一步.    上述最佳Lr的求解僅為保證法蘭在Ps .Pt作用下由法蘭操作力矩作用所需的法蘭計(jì)算厚度趨于最小.算例表明.由此計(jì)算的厚度可僅為SW6軟件計(jì)算厚度的12.由于上述法蘭計(jì)算厚度較薄.為此使浮頭法蘭由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的厚度

5、往往成為新的控制因素.因此如何兼顧最佳厚度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的最小厚度.從而確定最經(jīng)濟(jì)的法蘭厚度.3 浮頭法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的法蘭厚度的確定浮頭法蘭在結(jié)構(gòu)上必須滿足以下三方面的要求.(1)滿足浮頭蓋與法蘭環(huán)的焊接結(jié)構(gòu)要求:    滿足浮頭蓋與法蘭環(huán)的焊接結(jié)構(gòu)要求的最小尺寸f(見(jiàn)圖6).    按GB151編制說(shuō)明及工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn).此f應(yīng)不小于封頭名義厚度n+2mm .為滿足此焊接要求的法蘭最小厚度.根據(jù)幾何關(guān)系可推得: (2)滿足管程流體橫跨流通面積要求:   &

6、#160;按GB151規(guī)定:多管程的浮頭蓋.其最小內(nèi)側(cè)深度應(yīng)使相鄰管程之間的橫跨流通面積至少等于每程換熱管流通面積的13倍.單管程的浮頭蓋.其中心處最小內(nèi)側(cè)深度為接管內(nèi)徑的13.   對(duì)大多數(shù)浮頭換熱器為多管程情況下.滿足以上要求根據(jù)幾何關(guān)系可推得由此結(jié)構(gòu)要求確定的法蘭最小厚度f(wàn)l.  6 本文方法及軟件正確性的驗(yàn)證    利用計(jì)算機(jī)求解浮頭法蘭最經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)厚度的方法也可采用逐點(diǎn)法.逐點(diǎn)法尋求浮頭法蘭的最經(jīng)濟(jì)厚度的方法是:在所給定的浮頭法蘭結(jié)構(gòu)尺寸(除法蘭厚度外)和所給定的Ps.Pt情況下.令Lr

7、.從0開(kāi)始.以步長(zhǎng)為1mm分別計(jì)算每一Lr.時(shí)的六個(gè)法蘭厚度(其中fl和fa是相等的).然后將其大值作為該Lr時(shí)的設(shè)計(jì)厚度.以上計(jì)算直至六個(gè)法蘭厚度計(jì)算值的最大值出現(xiàn)反彈時(shí)為止.由此將法蘭在一系列Lr時(shí)的六個(gè)計(jì)算厚度分別繪制成曲線(見(jiàn)圖7).以此便可一目了然地知曉各法蘭計(jì)算厚度是如何隨Lr.而變化的.且最佳厚度為何工況所控制等.利用逐點(diǎn)法對(duì)本方法及其軟件以實(shí)例進(jìn)行比較計(jì)算.驗(yàn)證表明本方法及軟件是完全正確的.7 實(shí)例計(jì)算    以文獻(xiàn)中的實(shí)例.用軟件和逐點(diǎn)法進(jìn)行計(jì)算.由軟件 J設(shè)計(jì)結(jié)果法蘭厚度為152 mm.而由逐點(diǎn)法計(jì)算的法蘭厚度與上完全相同(圖7).    由圖7表明.為滿足流通面積要求的法蘭厚度始終起著控制作用.如不考慮此結(jié)構(gòu)要求.直接取焊接結(jié)構(gòu)要求fl和fa的交點(diǎn).即Lr48(圓整為L(zhǎng)=5mm).則f取120mm左右.從圖可知.取此厚度的法蘭是不能滿足流通面積的換熱工藝要求的(滿足流通面積的法蘭厚度f(wàn)l應(yīng)為1517mm.Lr=225). 8 結(jié)語(yǔ)    本文方法經(jīng)多方驗(yàn)證是科學(xué)合理.安全可靠的.解決了浮頭法蘭設(shè)計(jì)長(zhǎng)期來(lái)存在的困惑.軟件已成功地應(yīng)