化工设计竞赛R0101校核结果

固定管板换热器设计计算 壳 程 设计压力 ps 0.26 设计温度 ts 210 壳程圆筒内径Di 材料名称 5200 Q345R 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 管 程 设 计 计 算 条 件 MPa 设计压力 pt 0.16 235 5200 S31668 MPa C 设计温度 tt 管箱圆筒内径Di 材料名称 C mm mm 简 图 计 算 内 容 壳程圆筒校核计算 前端管箱圆筒校核计算 前端管箱封头(平盖)校核计算 后端管箱圆筒校核计算 后端管箱封头(平盖)校核计算 开孔补强设计计算 管板设计计算 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

前端管箱筒体计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力  t设计温度许用应力  试验温度下屈服点 s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 GB 150.3-2011 筒体简图 0.16 235.00 5200.00 S31668 ( 板材 ) 137.00 127.70 205.00 0.30 2.00 0.85 MPa  C mm MPa MPa MPa mm mm 厚度及重量计算 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 pcDi  = 2[]tP = 3.84 cmm mm mm Kg e =n - C1- C2= 13.70 n = 16.00 19551.81 压力试验时应力校核 液压试验 pT = 1.25p []t = 0.2044 (或由用户输入) []MPa MPa T 0.90 s = 184.50 T = pT.(Die) = 45.76 MPa 2e. T T 合格 压力及应力计算 2e[]t [pw]= (Die)= 0.57045 最大允许工作压力 设计温度下计算应力  校核条件 结论

tMPa MPa MPa  = ttpc(Die)= 30.44 2et 108.  ≥ 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度14.00mm,合格

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

前端管箱封头计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 pc 设计温度 t 内径 Di 曲面深度 hi 材料 设计温度许用应力  试验温度许用应力  钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  压力试验类型 试验压力值 t计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 GB 150.3-2011 椭圆封头简图 0.16 235.00 5200.00 1300.00 S31668 (板材) 127.70 137.00 0.30 2.00 0.85 MPa  C mm mm MPa MPa mm mm 压力试验时应力校核 液压试验 pT = 1.25p[]t= 0.2044 (或由用户输入) []MPa MPa MPa 压力试验允许通过的应力t T 0.90 s = 184.50 T = pT.(KDi0.5eh)= 45.70 试验压力下封头的应力 2eh.校核条件 校核结果 T T 合格 厚度及重量计算 形状系数 21Di K = 2= 1.000062hi计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量 KpcDi h = 2[]t0.5p = 3.83 cmm mm mm mm Kg eh =nh - C1- C2= 13.70 min = 7.80 nh = 16.00 满足最小厚度要求 3666.15 压 力 计 算 最大允许工作压力 结论

2[]teh [pw]== 0.57120 KDi0.5eh 合格 MPa

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后端管箱筒体计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力  t设计温度许用应力  试验温度下屈服点 s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 GB 150.3-2011 筒体简图 0.16 235.00 5200.00 Q345R ( 板材 ) 1.00 171.80 345.00 0.30 2.00 0.85 MPa  C mm MPa MPa MPa mm mm 厚度及重量计算 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 pcDi  = 2[]tP = 2.85 cmm mm mm Kg e =n - C1- C2= 13.70 n = 16.00 19551.81 压力试验时应力校核 液压试验 pT = 1.25p []t = 0.2044 (或由用户输入) []MPa MPa T 0.90 s = 310.50 T = pT.(Die) = 45.76 MPa 2e. T T 合格 压力及应力计算 2e[]t [pw]= (Die)= 0.76744 最大允许工作压力 设计温度下计算应力  校核条件 结论

tMPa MPa MPa  = ttpc(Die)= 30.44 2et 146.03  ≥ 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度15.00mm,合格

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

后端管箱封头计算 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 pc 设计温度 t 内径 Di 曲面深度 hi 材料 设计温度许用应力  试验温度许用应力  钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  压力试验类型 试验压力值 t计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 GB 150.3-2011 椭圆封头简图 0.16 235.00 5200.00 1300.00 Q345R (板材) 171.80 1.00 0.30 2.00 0.85 MPa  C mm mm MPa MPa mm mm 压力试验时应力校核 液压试验 pT = 1.25p[]t= 0.2044 (或由用户输入) []MPa MPa MPa 压力试验允许通过的应力t T 0.90 s = 310.50 T = pT.(KDi0.5eh)= 45.70 试验压力下封头的应力 2eh.校核条件 校核结果 T T 合格 厚度及重量计算 形状系数 21Di K = 2= 1.000062hi计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量 KpcDi h = 2[]t0.5p = 2.85 cmm mm mm mm Kg eh =nh - C1- C2= 13.70 min = 7.80 nh = 16.00 满足最小厚度要求 3666.15 压 力 计 算 最大允许工作压力 结论

2[]teh [pw]== 0.76845 KDi0.5eh 合格 MPa

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

内压圆筒校核 计算所依据的标准 计算条件 计算压力 pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力  t设计温度许用应力  试验温度下屈服点 s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 GB 150.3-2011 筒体简图 0.26 210.00 5200.00 Q345R ( 板材 ) 1.00 179.80 345.00 0.30 2.00 0.85 MPa  C mm MPa MPa MPa mm mm 厚度及重量计算 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果 pcDi  = 2[]tP = 4.43 cmm mm mm Kg e =n - C1- C2= 13.70 n = 16.00 19551.81 压力试验时应力校核 液压试验 pT = 1.25p []t = 0.3357 (或由用户输入) []MPa MPa T 0.90 s = 310.50 T = pT.(Die) = 75.15 MPa 2e. T T 合格 压力及应力计算 2e[]t [pw]= (Die)= 0.80318 最大允许工作压力 设计温度下计算应力  校核条件 结论

tMPa MPa MPa  = ttpc(Die)= 49.47 2et 152.83  ≥ 合格

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开孔补强计算 接 管: N1, φ711×7 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简 图 设 计 条 件 计算压力 pc 设计温度 壳体型式 壳体材料 名称及类型 壳体内直径 Di 壳体开孔处名义厚度δn 壳体厚度负偏差 C1 壳体腐蚀裕量 C2 壳体材料许用应力[σ] 椭圆形封头长短轴之比 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 接管实际内伸长度 接管焊接接头系数 接管腐蚀裕量 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 接管厚度负偏差 C1t 接管材料许用应力[σ] 非圆形开孔长直径 壳体计算厚度δ 开孔补强计算直径 d 接管有效外伸长度 h1 接管多余金属面积 A2 tt0.16 235 S31668 板材 5200 16 0.3 2 127.7 2 -0 MPa ℃ 椭圆形封头 壳体开孔处焊接接头系数φ 0.85 mm mm mm mm MPa 50 0 1 2 0.3 127.7 701.6 3.4505 701.6 50 426 mm mm mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm mm 222接管连接型式 接管材料 名称及类型 补强圈外径 补强圈厚度 插入式接管 S31668 板材 1 0.4369 1403.2 0 7191 28 t补强圈材料名称 mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm 222补强圈厚度负偏差 C1r 补强圈许用应力[σ] 开孔长径与短径之比 接管计算厚度δt 补强区有效宽度 B 接管有效内伸长度 h2 壳体多余金属面积 A1 补强区内的焊缝面积 A3 开 孔 补 强 计 算 补强圈强度削弱系数 frr 0 接管材料强度削弱系数 fr 1 开孔削弱所需的补强面积A 2421 A1+A2+A3= 75 补强圈面积 A4 结论: 合格

mm，大于A，不需另加补强。 2 A-(A1+A2+A3)

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开孔补强计算 接 管: N2, φ730×16 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简 图 设 计 条 件 计算压力 pc 设计温度 壳体型式 壳体材料 名称及类型 壳体内直径 Di 壳体开孔处名义厚度δn 壳体厚度负偏差 C1 壳体腐蚀裕量 C2 壳体材料许用应力[σ] t0.16 235 Q345R 板材 5200 16 0.3 2 171.8 MPa ℃ 圆形筒体 壳体开孔处焊接接头系数φ 0.85 mm mm mm mm MPa 接管轴线与筒体表面法线的夹角(°) 0 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 接管实际内伸长度 接管焊接接头系数 接管腐蚀裕量 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 接管厚度负偏差 C1t 接管材料许用应力[σ] 非圆形开孔长直径 壳体计算厚度δ 开孔补强计算直径 d 接管有效外伸长度 h1 接管多余金属面积 A2 t mm mm mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm mm 22250 0 1 2 0.3 127.7 702.6 2.8503 702.6 50 986 接管连接型式 接管材料 名称及类型 补强圈外径 补强圈厚度 插入式接管 S31668 板材 1 0.4375 1405.2 0 77 t补强圈材料名称 mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm 222补强圈厚度负偏差 C1r 补强圈许用应力[σ] 开孔长径与短径之比 接管计算厚度δt 补强区有效宽度 B 接管有效内伸长度 h2 壳体多余金属面积 A1 补强区内的焊缝面积 A3 开 孔 补 强 计 算 补强圈强度削弱系数 frr 0 接管材料强度削弱系数 fr 0.7433 开孔削弱所需的补强面积A 2023 A1+A2+A3= 8596 补强圈面积 A4 结论: 合格

mm，大于A，不需另加补强。 2 A-(A1+A2+A3)

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开孔补强计算 接 管: N3, φ48×4 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简 图 设 计 条 件 计算压力 pc 设计温度 壳体型式 壳体材料 名称及类型 壳体内直径 Di 壳体开孔处名义厚度δn 壳体厚度负偏差 C1 壳体腐蚀裕量 C2 壳体材料许用应力[σ] t0.26 210 Q345R 板材 5200 16 2 MPa ℃ 圆形筒体 壳体开孔处焊接接头系数φ 0.85 mm mm mm mm MPa 接管轴线与筒体表面法线的夹角(°) 0 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 接管实际内伸长度 接管焊接接头系数 接管腐蚀裕量 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 接管厚度负偏差 C1t 接管材料许用应力[σ] 非圆形开孔长直径 壳体计算厚度δ 开孔补强计算直径 d 接管有效外伸长度 h1 接管多余金属面积 A2 t mm mm mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm mm 22250 0 1 1 42.6 42.6 接管连接型式 接管材料 名称及类型 补强圈外径 补强圈厚度 S31668 板材 1 t补强圈材料名称 mm mm mm MPa mm mm mm mm mm mm 222补强圈厚度负偏差 C1r 补强圈许用应力[σ] 开孔长径与短径之比 接管计算厚度δt 补强区有效宽度 B 接管有效内伸长度 h2 壳体多余金属面积 A1 补强区内的焊缝面积 A3 开 孔 补 强 计 算 补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr 开孔削弱所需的补强面积A A1+A2+A3= 补强圈面积 A4

mm 2 A-(A1+A2+A3) 结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。

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换热管内压计算 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 外径 Do 材料 试验温度许用应力  t设计温度许用应力  钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 换热管简图 0.16 MPa 235.00  C 35.00 mm S30408 ( 管材 ) 116.00 MPa 106.10 MPa 0.00 mm 0.00 mm 1.00 厚度及重量计算 PcDo  = 2[]tP = 0.03 c 计算厚度 有效厚度 名义厚度 重量 mm mm mm Kg e =n - C1- C2= 2.50 n = 2.50 18.75 压力及应力计算 2e[]t [Pw]= Doe= 16.32308 最大允许工作压力 设计温度下计算应力  校核条件 结论

tMPa MPa MPa Pc(Doe)  = = 1.04 2et 106.10  ≥ 换热管内压计算合格

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换热管外压计算 计算条件 计算压力 Pc 设计温度 t 外径 D 材料名称 试验温度许用应力  设计温度许用应力  钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数  计算厚度 有效厚度 名义厚度 外压计算长度 L 外径 Do t计算单位 MPa  C mm MPa MPa mm mm 厚度及重量计算 中航一集团航空动力控制系统研究所 换热管简图 -0.26 235.00 35.00 116.00 106.10 0.00 0.00 1.00  = 0.32 S30408 (管材) mm mm mm mm mm e =n - C1- C2= 2.50 n = 2.50 L= 9360.00 Do= 35.00 267.43 14.00 L/Do Do/e A 值 B 值 重量 A= 0.0062396 B= 90.14 18.75 压力计算 当Do/e20时， [p]BDo/eMPa kg = 8.85329 MPa 许用外压力 当Do/e20时， 2o2.251[p]min{(0.0625)B,(1)}= Do/eDo/eDo/e结论

换热管外压计算合格 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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