管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核

1、全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 不帶法蘭固定式管板計(jì)算(c)設(shè)計(jì)單位中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研究所設(shè)計(jì)計(jì)算條件簡(jiǎn)圖殼程圓筒設(shè)計(jì)壓力P1.834MPa設(shè)計(jì)溫度t425。C平均金屬溫度t385。C裝配溫度t015。C材料名稱12Cr2Mo1(1)1設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力bt157MPaIS兒*丿)平均金屬溫度下彈性模量Es1.852e+05MPa平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)Qs1.348e-05mm/mmC殼程圓筒內(nèi)徑Di325mm殼程圓筒名義厚度5s9mm殼程圓筒有效厚度5e6.7mm殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積A=0.25冗D.28.296e+04mm2殼程圓筒金屬橫截面積A-冗5(Di+5)6982mm2管

2、箱圓筒設(shè)計(jì)壓力Pt1.618MPa設(shè)計(jì)溫度tt310。C材料名稱設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Eh2.1e+05MPa管箱圓筒名義厚度5h9mm管箱圓筒有效厚度Jhe7mm換熱管材料名稱20(GB9948)管子平均溫度t275OC設(shè)計(jì)溫度下管子材料許用應(yīng)力btt83MPa設(shè)計(jì)溫度下管子材料屈服應(yīng)力bts124.5MPa設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量Ett1.65e+05MPa平均金屬溫度下管子材料彈性模量Et1.855e+05MPa平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù)t1.273e05mm/mmOC管子外徑d19mm管子壁厚5t2mm管子根數(shù)n101換熱管中心S25mm一根官子金屬橫截面積a兀5(d-5)tt10

3、6.8mm2換熱管長(zhǎng)度L1100mm換熱管有效長(zhǎng)度(兩管板內(nèi)側(cè)間距)L1012mm管束模數(shù)K=Ena/LDtti6085MPa換管子回轉(zhuǎn)半徑i=025id2+(d26)26.052mm熱管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度lcr2000mm系數(shù)C=叭2Et/GtrtS161.7管比值l卩330.5管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力（C仃）G=卑ricr2lJi1cr2CMPa材料名稱12Cr2Mo1R設(shè)計(jì)溫度tp425。C設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力btr157MPa管設(shè)計(jì)溫度下彈性模量Etp1.82e+05MPa管板腐蝕裕量C24mm管板輸入厚度6n44mm管板計(jì)算厚度639.7mm板隔板槽面積（包括拉桿和假管區(qū)面積）A,0mm2管

4、板強(qiáng)度削弱系數(shù)耳0.4管板剛度削弱系數(shù)卩0.4管子加強(qiáng)系數(shù)K2=1.318Dr&Ena/EtL6耳6tp,K=2.987管板和管子連接型式焊接管板和管子脹接（焊接）高度l3mm脹接許用拉脫應(yīng)力qMPa焊接許用拉脫應(yīng)力q41.5MPa材料名稱管箱法蘭厚度6fmm管比值6/Dhi箱比值6-/D法系數(shù)（查GB151-1999圖25）CAA系數(shù)（查GB151-1999圖26）旋轉(zhuǎn)剛度K：=丄Ewf12hMPa注：冗體法AA材料名稱12Cr2Mo1R殼體法蘭厚度544mm管板延長(zhǎng)部分凸緣外直徑Df一-0mm管板延長(zhǎng)部分凸緣寬度b=(D-D)/2-162.5mm比值5/Dffi0.02062比值5/D；0

5、.1354系數(shù)C(按5/D,5”D)查GB151-1999圖25)0.01248系數(shù)(查GB151T999圖26)0.004079旋轉(zhuǎn)剛度k=1務(wù)f洱T+Ef12D.+bffD.Js-539.2MPa系數(shù)計(jì)算旋轉(zhuǎn)剛度(c型結(jié)構(gòu)k=0)K=K+K-rfff-539.2MPa旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)K兀匚f4K-0.0696膨脹節(jié)總體軸向剛度KN/mmex管板第一彎矩系數(shù)m,(按K,K查GB151-1999圖27)1f0.9946系數(shù)屮=r-KKf-4.883系數(shù)(按KK查GB151-1999圖29)Gtf20.7719換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之土Q二EnaEAss1.548換熱管束與帶膨脹節(jié)殼體剛

6、度之比Q-Ena(EsAs+KexL)exEAKL管板第二彎矩系數(shù)m2，按K,Q(或Q)查GB151-1999圖28(a)或(b)2.629管板參數(shù)管板開(kāi)孔后面積AiA-0.25n兀d25.432e+04mm2管板布管區(qū)面積(三角形布管)a0.866nS2+Adtd(正方形布管)AnS2+Adtd5.467e+04mm2官板布官區(qū)當(dāng)量直徑D-J4A/兀263.8mm系數(shù)計(jì)算系數(shù)九一A/A0.6548系數(shù)Bna/A0.1986系數(shù)工s-0.4+羅(1+Q)2.734系數(shù)(帶膨脹節(jié)時(shí)Qex代替Q)工t0.4(1+3)+6(1+Q)3.759管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與殼體內(nèi)徑之比pD/D廠tti0.811

7、8管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度k=K(1-p)0.5623僅有殼程壓力P作用下的危險(xiǎn)組合工況(P=0)不計(jì)溫差應(yīng)力計(jì)溫差應(yīng)力換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差Y=a(t-t)-a(ts-t)tt0ss00.0-0.001677當(dāng)量壓力組合P=P1.8341.834MPacs有效壓力組合p=sp+Byeasst5.015-56.77MPa邊界效應(yīng)壓力組合P=CPbs0.022880.02288MPa邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù)M_斗bP九0.006968-0.0006156管板邊緣力矩系數(shù)MM0.006968-0.0006156管板邊緣剪力系數(shù)v屮M-0.034030.003006管板總彎矩系數(shù)m_mi+m2v

8、1+v0.9370.9995系數(shù)Gie僅用于m0時(shí)G1e3m山K0.38430.4099系數(shù)Gli當(dāng)m0時(shí)，按K和m查圖31(a)實(shí)線當(dāng)m0,G1=max(GG),1lelim0時(shí)G、-3m/K1e0.40540.4077系數(shù)G1i當(dāng)m0時(shí)，按K和m查圖31(a)實(shí)線當(dāng)m0,g=max(G,G);11e1im0,G=G0.40540.4077管板徑向應(yīng)力系數(shù)帶膨脹節(jié)Q為Qex0=1(1+V)G1r4Q+g；0.043530.04392管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)3m(1+v)r4K(Q+g2)0.10880.1098管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)T11+Vp4Q+G20.10740.1077計(jì)算

9、值許用值計(jì)算值許用值D、2管板徑向應(yīng)力O二&Pirra8729.051.5&r=235.53273&tr=471MPa管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力P九(D)2kk2廠&=-&r1-+(斗2-m)r卩rJ8丿m2m-1-36.251.5&tr=235.5-409.73&tr=471MPa管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力P九DT=aTrp卩p8-7.1050.5&tr=78.5-79.551.5&tr=235.5MPa換熱管軸向應(yīng)力1G-Qv&=PPtPcQ+Ga1-20.5029&t=t83&=cr7.4551043&t=t249&=cr7.455MPa殼程圓筒軸向應(yīng)力A九(1+v)&=P+PcALt(Q+G

10、)as2-1.101e&t=c157-208.33&t=c471MPa換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力q二dl兀0.3q=41.562.053q焊接q脹接124.5MPa計(jì)算結(jié)果管板名義厚度8”44mm管板校核通過(guò)換熱管內(nèi)壓計(jì)算計(jì)算單位中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研究所計(jì)算條件換熱管簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力P1.62MPa1r-p-ii1Sn-Di-iiic設(shè)計(jì)溫度t425.00。C內(nèi)徑D1500mmi材料20（GR9948）（管材）試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力r152.00MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力rt8300MPamm鋼板負(fù)偏差C0001腐蝕裕量C000mm2焊接接頭系數(shù)水100厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度PD.5=2otQ-P=0

11、.15mm有效厚度A=5-C-C=2.00mm名義厚度en125=200mm重量n0.92Kg壓力及應(yīng)力計(jì)算取大允許工作壓力PJ=19.52941ieMPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力P（D：+5）6=25L=6.88eMPabt83.00MPa校核條件btQ26結(jié)論換熱管內(nèi)壓計(jì)算合格換熱管外壓計(jì)算計(jì)算單位中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研究所計(jì)算條件換熱管簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力P-1.83MPa設(shè)計(jì)溫度t425.00。C內(nèi)徑D.15.00mm一-材料名稱20(GB9948)(管材)試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力b152.00MPa一D設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力bt83.00MPaiii鋼板負(fù)偏差c0.00mm1i腐蝕裕量C0.00mm焊接接頭系數(shù)01.