2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  化工原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>  日期2017/6</b></p><p> 設(shè)計(jì)題目換熱器</p><p> 學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院</p><p> 

2、專 業(yè)過程裝備與控制工程</p><p> 姓 名 </p><p> 學(xué) 號</p><p> 指導(dǎo)教師</p><p><b>  目錄</b></p><p>  一、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書..........................................

3、............................................2</p><p>  二、確定設(shè)計(jì)方案..........................................................................................................3</p><p>  1.選擇換熱器的類型<

4、/p><p><b>  2.管程安排</b></p><p>  確定物性數(shù)據(jù)..........................................................................................................4</p><p>  估算傳熱面積...........

5、...............................................................................................5</p><p><b>  1.熱流量</b></p><p><b>  2.平均傳熱溫差</b></p><p><b&

6、gt;  3.傳熱面積</b></p><p><b>  4.冷卻水用量</b></p><p>  工藝結(jié)構(gòu)尺寸..........................................................................................................6</p>&l

7、t;p><b>  1.管徑和管內(nèi)流速</b></p><p>  2.管程數(shù)和傳熱管數(shù)</p><p>  3.傳熱溫差校平均正及殼程數(shù)</p><p>  4.傳熱管排列和分程方法</p><p><b>  5.殼體內(nèi)徑</b></p><p>  6.折流擋板.

8、..................................7</p><p><b>  7.其他附件</b></p><p><b>  8.接管</b></p><p>  換熱器核算...............................................................

9、...............................................8</p><p><b>  1.熱流量核算</b></p><p>  2.壁溫計(jì)算.....................................................10</p><p>  3.換熱器內(nèi)流體的流動阻力<

10、;/p><p>  結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................................................................................................13</p><p>  1.浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>  2.管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計(jì)<

11、/p><p><b>  3.管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>  4.固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>  5.外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計(jì)............14</p><p><b>  6.外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  7.墊片

12、選擇</b></p><p>  8.鞍座選用及安裝位置確定</p><p><b>  9.折流板布置</b></p><p><b>  10.說明</b></p><p>  強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算...............................................

13、..........................................................15</p><p><b>  1.筒體壁厚計(jì)算</b></p><p>  2.外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計(jì)算</p><p>  3.管箱短節(jié)、封頭厚度計(jì)算.................16</p><p&

14、gt;  4.管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核......................17</p><p>  5.殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核</p><p>  6.固定管板計(jì)算......................18</p><p>  7.浮頭管板及鉤圈.................19</p><p>  8.無折邊球封頭計(jì)算</

15、p><p>  9.浮頭法蘭計(jì)算.......................20</p><p>  九、參考文獻(xiàn)..................................................................................................................20</p><p>  一

16、、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>  某生產(chǎn)過程的流程如圖3-20所示。反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進(jìn)料物流換熱后,用循環(huán)冷卻水將其從110℃進(jìn)一步冷卻至60℃之后,進(jìn)入吸收塔吸收其中的可溶性組分。已知混合氣體的流量為221801,壓力為6.9,循環(huán)冷卻水的壓力為0.4,循環(huán)水的入口溫度為29℃,出口的溫度為39℃,試設(shè)計(jì)一列管式換熱器,完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p><b> 

17、 已知:</b></p><p>  混合氣體在85℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下(來自生產(chǎn)中的實(shí)測值)</p><p>  密度 </p><p><b>  定壓比熱容℃</b></p><p><b>  熱導(dǎo)率℃</b></p><p><b

18、>  粘度</b></p><p>  循環(huán)水在34℃下的物性數(shù)據(jù):</p><p>  密度 </p><p><b>  定壓比熱容K</b></p><p><b>  熱導(dǎo)率K</b></p><p><b>  粘度<

19、;/b></p><p><b>  二、確定設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>  選擇換熱器的類型</b></p><p>  兩流體溫的變化情況:熱流體進(jìn)口溫度110℃ 出口溫度60℃;冷流體進(jìn)口溫度29℃,出口溫度為39℃,該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻,冬季操作時,其進(jìn)口溫度會降低,考慮到這一因素,估計(jì)該換

20、熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大,因此初步確定選用浮頭式換熱器。</p><p><b>  管程安排</b></p><p>  從兩物流的操作壓力看,應(yīng)使混合氣體走管程,循環(huán)冷卻水走殼程。但由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢,若其流速太低,將會加快污垢增長速度,使換熱器的熱流量下降,所以從總體考慮,應(yīng)使循環(huán)水走管程,混和氣體走殼程。</p><p>&

21、lt;b>  三、確定物性數(shù)據(jù)</b></p><p>  定性溫度:對于一般氣體和水等低黏度流體,其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。故殼程混和氣體的定性溫度為</p><p><b>  T= =85℃ </b></p><p>  管程流體的定性溫度為</p><p><b>  t=

22、℃</b></p><p>  根據(jù)定性溫度,分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。對混合氣體來說,最可靠的無形數(shù)據(jù)是實(shí)測值。若不具備此條件,則應(yīng)分別查取混合無辜組分的有關(guān)物性數(shù)據(jù),然后按照相應(yīng)的加和方法求出混和氣體的物性數(shù)據(jù)。</p><p>  混和氣體在85℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下(來自生產(chǎn)中的實(shí)測值):</p><p>  密度

23、 </p><p>  定壓比熱容 =3.297kj/kg?℃</p><p>  熱導(dǎo)率 =0.0279w/m?℃</p><p>  粘度 =1.5×10-5Pa?s</p><p>  循環(huán)水在34℃ 下的物性數(shù)據(jù):</p><p>  密度=994.3㎏

24、/m3</p><p>  定壓比熱容=4.174kj/kg?K</p><p>  熱導(dǎo)率 =0.624w/m?K</p><p>  粘度 =0.742×10-3Pa?s</p><p><b>  四、估算傳熱面積</b></p><p><

25、;b>  1.熱流量 </b></p><p><b>  Q1=</b></p><p>  =221801×3.297×(110-60)=3.66×107kj/h =10166.667kw</p><p><b>  平均傳熱溫差 </b></p><

26、p>  先按照純逆流計(jì)算,得</p><p><b>  =</b></p><p><b>  傳熱面積 </b></p><p>  由于殼程氣體的壓力較高,故可選取較大的K值。假設(shè)K=320W/(㎡k)則估算的傳熱面積為</p><p><b>  Ap=</b&g

27、t;</p><p>  4.冷卻水用量 m==</p><p><b>  五、工藝結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>  1.管徑和管內(nèi)流速 選用Φ25×2.5較高級冷拔傳熱管(碳鋼),取管內(nèi)流速u1=1.3m/s。</p><p>  2.管程數(shù)和傳熱管數(shù) 可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱

28、管數(shù)</p><p><b>  Ns=</b></p><p>  按單程管計(jì)算,所需的傳熱管長度為 </p><p><b>  L=</b></p><p>  按單程管設(shè)計(jì),傳熱管過長,宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況,采用非標(biāo)設(shè)計(jì),現(xiàn)取傳熱管長l=7m,則該換熱器的管程數(shù)為</p

29、><p><b>  Np=</b></p><p>  傳熱管總根數(shù) Nt=600×2=1200</p><p>  傳熱溫差校平均正及殼程數(shù) </p><p><b>  平均溫差校正系數(shù):</b></p><p><b>  R=</b

30、></p><p><b>  P=</b></p><p>  按單殼程,雙管程結(jié)構(gòu),查【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖5-19得:</p><p>  平均傳熱溫差 K </p><p>  由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8,同時殼程流體流量較大,故取單殼程合適。</p>&

31、lt;p>  傳熱管排列和分程方法 </p><p>  采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角形排列,隔板兩側(cè)采用正方形排列。見【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖6-13。</p><p>  取管心距t=1.25d0,則 t=1.25×25=31.25≈32㎜</p><p>  隔板中心到離其最.近一排管中心距離:</p&g

32、t;<p>  S=t/2+6=32/2+6=22㎜</p><p>  各程相鄰管的管心距為44㎜。</p><p>  管數(shù)的分程方法,每程各有傳熱管600根,其前后管程中隔板設(shè)置和介質(zhì)的流通順序按【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖6-8選取。</p><p>  5.殼體內(nèi)徑 采用多管程結(jié)構(gòu),進(jìn)行殼體內(nèi)徑估算。取管板利用率η=0

33、.75 ,則殼體內(nèi)徑</p><p><b>  為:</b></p><p><b>  D=1.05t</b></p><p>  按卷制殼體的進(jìn)級檔,可取D=1400mm</p><p><b>  筒體直徑校核計(jì)算:</b></p><p>  

34、殼體的內(nèi)徑應(yīng)等于或大于(在浮頭式換熱器中)管板的直徑,所以管板直徑 的計(jì)算可以決定殼體的內(nèi)徑,其表達(dá)式為:</p><p>  管子按正三角形排列:</p><p>  取e=1.2=1.225=30mm</p><p>  =32 (38-1)+2 30 =1244mm 按殼體直徑標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸進(jìn)行圓整:</

35、p><p><b>  =1400mm</b></p><p>  6.折流擋板 采用圓缺形折流擋板,去折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為</p><p>  h=0.25×1400=350m,故可取h=350mm</p><p>  取折流板間距B=0.3D,則 B=0.3×14

36、00=420mm,可取B為450mm。</p><p><b>  折流板數(shù)目</b></p><p>  折流板圓缺面水平裝配,見圖:【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖6-9。</p><p><b>  7.其他附件 </b></p><p>  拉桿數(shù)量與直徑選取,本換熱器殼

37、體內(nèi)徑為1400mm,故其拉桿直徑為Ф16拉桿數(shù)量8,其中長度5950mm的六根,5500mm的兩根。</p><p>  殼程入口處,應(yīng)設(shè)置防沖擋板。</p><p><b>  8.接管</b></p><p>  殼程流體進(jìn)出口接管:取接管內(nèi)氣體流速為u1=10m/s,則接管內(nèi)徑為</p><p>  圓整后可取管

38、內(nèi)徑為300mm。</p><p>  管程流體進(jìn)出口接管:取接管內(nèi)液體流速u2=2.5m/s,則接管內(nèi)徑為</p><p>  圓整后去管內(nèi)徑為350mm</p><p><b>  六、換熱器核算</b></p><p><b>  熱流量核算</b></p><p> 

39、 (1)殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用克恩法計(jì)算,見式【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版) 上冊】:式(5-72a):</p><p>  當(dāng)量直徑,依【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:式(5-73a)得</p><p><b>  =</b></p><p><b>  殼程流通截面積:</b></p>

40、;<p>  殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為</p><p><b>  普朗特數(shù)</b></p><p><b>  粘度校正 </b></p><p> ?。?)管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù):</p><p>  管程流體流通截面積:</p><p><b>

41、  管程流體流速:</b></p><p><b>  雷諾數(shù):</b></p><p><b>  普朗特數(shù):</b></p><p>  污垢熱阻和管壁熱阻: </p><p>  【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:表5-5?。?lt;/p><p&

42、gt;<b>  管外側(cè)污垢熱阻 </b></p><p><b>  管內(nèi)側(cè)污垢熱阻</b></p><p>  管壁熱阻按【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖5-4查得碳鋼在該條 </p><p>  件下的熱導(dǎo)率為50w/(m·K)。所以</p><p> ?。?)

43、傳熱系數(shù)有:</p><p><b>  傳熱面積裕度:</b></p><p><b>  計(jì)算傳熱面積Ac:</b></p><p>  該換熱器的實(shí)際傳熱面積為:</p><p>  該換熱器的面積裕度為</p><p>  傳熱面積裕度合適,該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。

44、</p><p><b>  壁溫計(jì)算</b></p><p>  因?yàn)楣鼙诤鼙?,而且壁熱阻很小,故管壁溫度可按式?jì)算。由于該換熱器用循環(huán)水冷卻,冬季操作時,循環(huán)水的進(jìn)口溫度將會降低。為確??煽?,取循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為15℃,出口溫度為39℃計(jì)算傳熱管壁溫。另外,由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻較大,會使傳熱管壁溫升高,降低了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作初期,污垢熱阻較小,殼

45、體和傳熱管間壁溫差可能較大。計(jì)算中,應(yīng)該按最不利的操作條件考慮,因此,取兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算傳熱管壁溫。于是有:</p><p>  式中液體的平均溫度和氣體的平均溫度分別計(jì)算為</p><p>  0.4×39+0.6×15=24.6℃</p><p>  (110+60)/2=85℃ </p><p><b>

46、;  5858w/㎡·K</b></p><p>  935.7w/㎡·K</p><p><b>  傳熱管平均壁溫</b></p><p><b>  ℃</b></p><p>  殼體壁溫,可近似取為殼程流體的平均溫度,即T=85℃。殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為

47、 ℃。</p><p>  該溫差較大,故需要設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。由于換熱器殼程壓力較大,因此,需選用浮頭式換熱器較為適宜。</p><p>  3.換熱器內(nèi)流體的流動阻力</p><p><b> ?。?)管程流體阻力</b></p><p><b>  , , </b></p>&l

48、t;p>  由Re=34841,傳熱管對粗糙度0.01,查莫狄圖:【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》(第三版)上冊】:圖1-27得,流速=1.3m/s,</p><p><b>  , 所以:</b></p><p>  管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。</p><p><b>  殼程阻力: </b></p>

49、<p><b>  按式計(jì)算</b></p><p><b>  , , </b></p><p><b>  流體流經(jīng)管束的阻力</b></p><p><b>  F=0.5</b></p><p>  0.5×0.2419&#

50、215;38×(14+1)×=83888.0Pa</p><p>  流體流過折流板缺口的阻力</p><p>  , B=0.45m , D=1.4m</p><p><b>  Pa</b></p><p><b>  總阻力</b></p><p>

51、  83888.0+48672=1.33×Pa</p><p>  由于該換熱器殼程流體的操作壓力較高,所以殼程流體的阻力也比較適宜。</p><p> ?。?)換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果見下表:</p><p><b>  七、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>  1、浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</

52、p><p>  由于換熱器的內(nèi)徑已確定,采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑?jīng)Q、定浮頭管板外徑及各結(jié)構(gòu)尺寸(參照《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):第四章第一節(jié)及GB151)。結(jié)構(gòu)尺寸為:</p><p><b>  浮頭管板外徑:</b></p><p>  浮頭管板外徑與殼體內(nèi)徑間隙:?。ㄒ姟痘卧^程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):表4-

53、16);</p><p>  墊片寬度:按《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):表4-16:</p><p><b>  取 </b></p><p>  浮頭管板密封面寬度:</p><p>  浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑:</p><p>  浮頭法蘭和鉤圈的外直徑:</p&

54、gt;<p><b>  外頭蓋內(nèi)徑:</b></p><p><b>  螺栓中心圓直徑:</b></p><p>  其余尺寸見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-50。</p><p>  2、管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計(jì):</p><p>  依工藝條件

55、:管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的高值,以及設(shè)計(jì)溫度和公稱直徑1400,按JB4703-92長頸對焊法標(biāo)準(zhǔn)選取。并確定各結(jié)構(gòu)尺寸,見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-50(a)所示。</p><p><b>  3、管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</b></p><p>  選用B型封頭管箱,因換熱器直徑較大,且為二管程,其管箱最小長度可不按流道面積計(jì)算,只考慮相鄰焊

56、縫間距離計(jì)算:</p><p>  取管箱長為1300mm,管道分程隔板厚度取14mm,管箱結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-50(a)所示。</p><p>  固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</p><p>  依據(jù)選定的管箱法蘭,管箱側(cè)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸,確定固定端管板最大外徑為:D=1506mm;結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工

57、業(yè)出版社出版):圖4-50(b)所示。</p><p>  5、外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計(jì):</p><p>  依工藝條件,殼側(cè)壓力、溫度及公稱直徑;按JB4703-93長頸法蘭</p><p>  標(biāo)準(zhǔn)選取并確定尺寸。</p><p><b>  外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</b></p><p> 

58、 外頭蓋結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-51所示。軸向尺寸由浮動管板、鉤圈法蘭及鉤圈強(qiáng)度計(jì)算確定厚度后決定,見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-51。</p><p><b>  7、墊片選擇:</b></p><p><b>  a.管箱墊片:</b></p><p

59、>  根據(jù)管程操作條件(循環(huán)水壓力,溫度34)選石棉橡膠墊。結(jié)構(gòu)尺寸如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-39(b)所示:</p><p><b>  b.外頭蓋墊片:</b></p><p>  根據(jù)殼程操作條件(混合氣體,壓力,溫度85),選纏繞式墊片,</p><p>  墊片:(JB4705-92) 纏繞式

60、墊片。</p><p><b>  c.浮頭墊片:</b></p><p>  根據(jù)管殼程壓差,混合氣體溫度確定墊片為金屬包石棉墊,以浮動管</p><p>  板結(jié)構(gòu)確定墊片結(jié)構(gòu)尺寸為1390mm;厚度為3mm;JB4706-92金屬</p><p><b>  包墊片。</b></p>

61、;<p>  鞍座選用及安裝位置確定:</p><p>  鞍座選用JB/T4712-92鞍座BI1400-F/S;</p><p>  安裝尺寸如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-44所示 </p><p><b>  其中:</b></p><p><b>

62、;  ?。?lt;/b></p><p><b>  9、折流板布置:</b></p><p><b>  折流板尺寸:</b></p><p>  外徑:;厚度取8mm</p><p>  前端折流板距管板的距離至少為850mm;結(jié)構(gòu)調(diào)整為900mm;見《化工單元過程</p>

63、<p>  及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版):圖4-50(c)</p><p>  后端折流板距浮動管板的距離至少為950mm;</p><p>  實(shí)際折流板間距B=450mm,計(jì)算折流板數(shù)為12塊。</p><p><b>  10、說明:</b></p><p>  在設(shè)計(jì)中由于給定壓力等數(shù)及公稱直

64、徑超出JB4730-92,長頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)范圍,對殼體及外頭蓋法蘭無法直接選取標(biāo)準(zhǔn)值,只能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b>  八、強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>  1、筒體壁厚計(jì)算:由工藝設(shè)計(jì)給定設(shè)計(jì)溫度85,設(shè)計(jì)壓力等于工作壓力為6.9M,選低合金結(jié)構(gòu)鋼板16卷制,查得材料85時許用應(yīng)力;《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》(第二版)化學(xué)工業(yè)出版社。</p

65、><p>  取焊縫系數(shù)=0.85,腐蝕裕度=1mm;對16鋼板的負(fù)偏差=0</p><p>  根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》(第二版)化學(xué)工業(yè)出版社:公式(4-13)內(nèi)壓圓筒計(jì)算厚度公式: </p><p>  = 從而:</p><p><b>  計(jì)算厚度:=mm</b><

66、/p><p><b>  設(shè)計(jì)厚度:mm</b></p><p>  名義厚度: 圓整取</p><p><b>  有效厚度:</b></p><p><b>  水壓試驗(yàn)壓力:</b></p><p><b>  所選材料的屈服應(yīng)力<

67、/b></p><p><b>  水式實(shí)驗(yàn)應(yīng)力校核:</b></p><p><b>  水壓強(qiáng)度滿足</b></p><p><b>  氣密試驗(yàn)壓力:</b></p><p>  2、外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計(jì)算:</p><p>  外頭蓋內(nèi)徑

68、=1500mm,其余參數(shù)同筒體:</p><p><b>  短節(jié)計(jì)算壁厚:</b></p><p><b>  S==</b></p><p><b>  短節(jié)設(shè)計(jì)壁厚:</b></p><p><b>  短節(jié)名義厚度:</b></p>

69、<p><b>  圓整取=40mm</b></p><p><b>  有效厚度:</b></p><p><b>  壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核:</b></p><p>  壓力試驗(yàn)滿足試驗(yàn)要求。 </p><p>  外頭蓋封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭:</p>

70、<p><b>  封頭計(jì)算壁厚:</b></p><p><b>  S==</b></p><p><b>  封頭名義厚度:</b></p><p>  取名義厚度與短節(jié)等厚:</p><p>  3、管箱短節(jié)、封頭厚度計(jì)算:</p><p

71、>  由工藝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)為:設(shè)計(jì)溫度為34,設(shè)計(jì)壓力為0.4M,選用16MnR鋼板,材料許用應(yīng)力,屈服強(qiáng)度,取焊縫系數(shù)=0.85,腐蝕裕度=2mm</p><p><b>  計(jì)算厚度:</b></p><p><b>  S==</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)厚度:</b><

72、;/p><p><b>  名義厚度:</b></p><p>  結(jié)合考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)及結(jié)構(gòu)需要取 </p><p><b>  有效厚度:</b></p><p>  壓力試驗(yàn)強(qiáng)度在這種情況下一定滿足。</p><p>  管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同,取</p&

73、gt;<p>  4、 管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核</p><p>  開孔補(bǔ)強(qiáng)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法,接管尺寸為,考慮實(shí)際情況選20號熱軋?zhí)妓劁摴?,?1mm </p><p><b>  接管計(jì)算壁厚:</b></p><p><b>  mm</b></p><p><b&

74、gt;  接管有效壁厚:</b></p><p><b>  開孔直徑:</b></p><p><b>  接管有效補(bǔ)強(qiáng)高度:</b></p><p>  B=2d=2363.7=727.4mm</p><p>  接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度:</p><p>  需

75、補(bǔ)強(qiáng)面積:A=dS=363.71.94=705.6</p><p>  可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積:</p><p>  該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠,不需另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。</p><p>  5、殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核:</p><p>  開孔校核采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法。選取20號熱軋?zhí)妓劁摴?lt;/p><p>  鋼管許用應(yīng)力:, =1mm

76、</p><p><b>  接管計(jì)算壁厚:</b></p><p><b>  接管有效壁厚:</b></p><p><b>  開孔直徑:</b></p><p><b>  接管有效補(bǔ)強(qiáng)厚度:</b></p><p>  B

77、=2d=2306.6=613.2mm</p><p>  接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度:</p><p><b>  需要補(bǔ)強(qiáng)面積:</b></p><p>  A=d=306.635.75=10960.95 </p><p>  可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為:</p><p>  

78、尚需另加補(bǔ)強(qiáng)的面積為:</p><p><b>  補(bǔ)強(qiáng)圈厚度:</b></p><p>  實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)圈與筒體等厚: ; 則另行補(bǔ)強(qiáng)面積:</p><p>  同時計(jì)算焊縫面積后,該開孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度的足夠。</p><p><b>  6、固定管板計(jì)算:</b></p><

79、p>  固定管板厚度設(shè)計(jì)采用BS法。假設(shè)管板厚度b=100mm。</p><p>  總換熱管數(shù)量 n=1254; 一根管壁金屬橫截面積為:</p><p>  開孔溫度削弱系數(shù)(雙程):</p><p>  兩管板間換熱管有效長度(除掉兩管板厚)L取6850mm</p><p><b>  計(jì)算系數(shù)K:</b>

80、;</p><p><b>  K=3.855</b></p><p>  接管板筒支考慮,依K值查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社:圖4-45, </p><p>  圖4-46,圖4-47得:</p><p><b>  管板最大應(yīng)力:</b></p><p>

81、;<b>  或</b></p><p><b>  筒體內(nèi)徑截面積:</b></p><p>  管板上管孔所占的總截面積:</p><p><b>  系數(shù)</b></p><p><b>  系數(shù)</b></p><p>&l

82、t;b>  殼程壓力:</b></p><p><b>  管程壓力:</b></p><p><b>  當(dāng)量壓差:</b></p><p>  管板采用16Mn鍛:</p><p>  換熱管采用10號碳系鋼:</p><p><b>  管板

83、管子程度校核:</b></p><p>  管板計(jì)算厚度滿足強(qiáng)度要求??紤]管板雙面腐蝕取,隔板槽深取4mm,實(shí)際</p><p>  管板厚為108mm。</p><p>  7、浮頭管板及鉤圈:</p><p>  浮頭式換熱器浮頭管板的厚度不是由強(qiáng)度決定的,按結(jié)構(gòu)取80mm; 鉤圈采用B型。</p><

84、;p>  材料與浮頭管板相同,設(shè)計(jì)厚度按浮頭管板厚加16mm,定為96mm。</p><p>  8、無折邊球封頭計(jì)算:</p><p>  封頭上面無折邊球形封頭的計(jì)算接外壓球殼計(jì)算,依照GB151-89方法計(jì)算。選用 16MnR析,封頭封頭外側(cè) 85 氣體,內(nèi)側(cè)為 34 循環(huán)水,取壁溫45。假設(shè)名義厚度;雙面腐蝕取mm,鋼板主偏差 ;</p><p>&l

85、t;b>  當(dāng)量厚度 : </b></p><p><b>  ,</b></p><p><b>  封頭外半徑: ,</b></p><p><b>  計(jì)算系數(shù):</b></p><p>  依據(jù)所選16MnR材料,溫度,A系數(shù)查外壓圓筒,球殼厚度計(jì)算得

86、:B=176</p><p><b>  計(jì)算許用外壓力</b></p><p><b>  9、浮頭法蘭計(jì)算:</b></p><p>  按GB151-89相關(guān)規(guī)定。因此法蘭出于受壓狀態(tài)。計(jì)算過程取法蘭厚度150mm。結(jié)構(gòu)見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社:圖4-52(C)</p><p

87、><b>  下表為設(shè)計(jì)匯總:</b></p><p><b>  九、參考文獻(xiàn):</b></p><p>  1. 《化工原理》(第三版)化學(xué)工業(yè)出版社出版</p><p>  2. GB4557.1——84機(jī)械制圖圖紙幅面及格式</p><p>  3. GB150——98鋼制壓力容器&l

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