換熱器管板設(shè)計[共7頁]

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1、換熱器管板設(shè)計計算 管析是管殼式換熱器的主要部件。管板的設(shè)計是否合理對確保換熱器的安全運行、節(jié)約金屬材料，降低制造成本是至關(guān)重要的。在此采用GB151標準中管板計算方法來設(shè)計計算管板。 （1）管板采用延長部分兼作法蘭的管板形式。結(jié)構(gòu)如圖2.2所示， 圖2-2 管板結(jié)構(gòu)圖 結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)列表2－6： 表2-6 管板結(jié)構(gòu)尺寸 mm DN d 螺柱（栓） b b 規(guī)格 數(shù)量 600 730 690 655 597 642 600 12.5

2、23 M20 32 25 35 （2）計算 ——殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積，； ——殼程圓筒的厚度，； ——圓筒殼壁金屬橫截面積，； ——換熱管壁厚，； ——單根換熱管管壁金屬橫截面積，； ——管板開孔后的面積，； 對于固定管板式換熱器 ——在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，面未能被換熱管支承的面積，； 對于三角形排列 ——管板布管區(qū)的面積，； 對于多管程，三角形排列的換熱管 ——管板布管區(qū)當量直徑，； ——換熱管材料的彈性模量，； ——換熱管有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距），； ——管束模數(shù)，； 對于固定式 ——換

3、熱管的回轉(zhuǎn)半徑，； ——換熱管受壓失穩(wěn)當量長度，； 按GB151圖32，確定為 ——換熱管穩(wěn)定許用應(yīng)力，； ——系數(shù) 因故有 ——系數(shù) ——換熱管束與圓筒剛度比，當殼體不帶波形膨脹節(jié)時 ——系數(shù) ——系數(shù) ——系數(shù) ——系數(shù) ——換熱管加強系數(shù) ——管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度 ——管板材料泊松比，取 ——管板強度削弱系數(shù)，一般可取 ——管板剛度削弱系數(shù)，一般可取值 ——管板延長部分的法蘭（或凸緣）厚度，； ——殼體法蘭（或

4、凸緣）厚度，； ——管箱法蘭（或凸緣）厚度，； ——系數(shù)，按查GB151圖26，得； ——系數(shù)，按查文獻[3] 圖4-24得； ——管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，； 對于固定管板其延長部分兼作法蘭 ——殼程圓筒與法蘭（或凸緣）的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，； ——管箱圓筒與法蘭（或凸緣）的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，； ——旋轉(zhuǎn)風度無量綱參數(shù)； 對于固定式管板 ——管板第一彎矩系數(shù)，按查GB151圖27,得 ——管板第二彎矩系數(shù)，按查GB151 圖28,得 ——管板總彎矩系數(shù) ——系數(shù) 因,所以取中較大值。 按查GB151,得。

5、 而，故取 ——系數(shù)，按查GB151 圖29,得 ——系數(shù)，按查GB151 圖30,得 ——法蘭力矩折減系數(shù) ——有效壓力組合，； 對于負壓圓筒 ——基本法蘭力矩，； 參看GB150第9章計算得 ——基本法蘭力矩系數(shù)，； ——管板邊緣力矩變化系數(shù) ——法蘭力矩變化系數(shù) ——系數(shù) ——管板徑向應(yīng)力系數(shù) ——管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù) ——管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù) ——殼體法蘭力矩系數(shù) 殼程壓力作用工況下 ——系數(shù)，按K查GB150圖9-8得 （3）管板應(yīng)力校核 ——設(shè)計溫度時，管板材料的許用應(yīng)力，； ——管板徑向應(yīng)力，； ，滿足 ——管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力，； ，滿足 ——管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力，； ，滿足 對于管板延長部分兼作法蘭的法蘭，當不計膨脹差時，就滿足 ——殼體法蘭應(yīng)力，； ——設(shè)計溫度時，殼體法蘭許用應(yīng)力，； ，滿足