结构和强度计算范本

《结构和强度计算范本》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、吉林化工学院毕业设计（说明书）第一章绪论换热设备是使热量从热流体传递到冷流体的设备，是化工、炼油、动力、食品、轻工、制药及其他许多工业部门防范使用的一种通用设备。在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂中，约占总投资的35%～40%。在工业生产中，换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程的指标，以满足工业流程上的需要。目前国内使用的换热器多为列管换热器和螺旋板换热器。它的主要特点是管内外换热面积相等。这样当交换系数相差较大的交换介质在管内外进行热量交换时，由于其不平衡性而达不到理想的交换目的，换热效率相对较低。虽然现在出

2、现大量结构紧凑高效的换热设备，例如：波纹板换热器、板翅式换热器、螺旋板换热器、伞板换热器等，但在个行业的换热设备中，管壳式换热器仍占据着主导地位。因为许多工艺过程都具有高温、高压、高真空、有腐蚀等特点，而管壳式换热器具有选材范围广（可为碳钢、低合金钢、铝材、铜材、钛材等），换热表面清洗较方便，适应性强，处理能力大，特别是能承受高温和高压等特点，所以管壳式换热器被广泛应用于化工、炼油、石油化工、制药、印染以及其它许多工业中，它使用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等方面。管壳式换热器在结构设计时，必须考虑许多因素，例如传热条件、材料、介质压力、温度、管壳程壁温温差、介质结垢情况、流体性质以

3、及检修和清洗条件等等，从而确定一种适合的结构形式。对于同一种形式的换热器，由于各种不同工况，往往采用的结构并不相同。在工程设计中，应按其特定的条件进行分析设计，以满足工艺需要。八十年代中至今，主要从事新型换热器的研究工作，由于传统的挡板式横向流壳程，它的高度可靠性和广泛适应性，是其它板式高效换热器所不能替代的。因此，至今它仍在工业生产中占主要地位。但它却存在传热效率低、流体流动阻力大和易产生诱导震动等缺点。因此进一步研究开发新型高效节能管壳式换热器，无论杂理论还是在工程实践中均有重要意义。45吉林化工学院毕业设计（说明书）第二章壳程筒体设计2.1设计数据当壳体与换热管的温差大于50°C时

4、，可在壳体上设置膨胀节以减少因温差而带来的热应力。（手册523页）设计压力：Pc=1.50MPa;设计温度：t=175.00°C;材料16MnR热扎；内径Di=1600mm;根据GB150-P14表4-1：材料在实验温度下的许用应力材料在设计温度下的许用应力屈服应力采用全焊透对接接头，局部探伤，系数φ=0.85;钢板负偏差；腐蚀余量2.2厚度计算及较核2.2.1厚度的计算根据GB151-1999，P14表8得：筒体的最小厚度应为12mm。;名义厚度:δn=14.00mm;2.2.2水压实验应力校核（GB151-1999P14）液压实验（内压换热器）：液压条件：圆筒满足液压条件。45吉林化

5、工学院毕业设计（说明书）2.2.3压力及应力计算最大允许工作压力设计温度下许用应力校核条件；结论；根据GB151及相关校核条件，厚度满足要求。筒体的质量:密度，筒体长度，厚度筒体质量45吉林化工学院毕业设计（说明书）第三章封头的设计3.1设计数据计算压力：Pc=0.50MPa;设计温度：t=140.00°C;材料16MnR热扎；内径Di=1600mm;根据GB150-1998（P14）表4-1：材料在实验温度下的许用应力材料在设计温度下的许用应力采用全焊透对接接头，局部探伤，系数φ=0.85；钢板负偏差C1=0.00mm；腐蚀余量C2=2.00mm；采用标准椭圆封头；；所以3.2厚度计算

6、及较核3.2.1厚度计算根据GB150-1998（P49）受内压时的厚度计算：根据GB150中规定（P50）：标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头直径的0.15%；即3.2.2最大允许工作压力45吉林化工学院毕业设计（说明书）结论：封头的设计满足要求。根据化工设备设计手册，封头总高,()，封头质量为269.2kg)45吉林化工学院毕业设计（说明书）第四章管程法兰的选择及校核4.1垫片的设计设计条件：Pc=0.50MPa;设计温度：t=140.00°C;内径Di=1600mm选用石棉橡胶板XB350，；；（手册P745）；根据GB150表9-2，垫片厚度，，采用凹面密封，，，4.1.1垫片

7、的宽度（GB150P94）基本密封宽度接触宽度为有效密封宽度b当时，当时，4.1.2垫片的压紧力预紧状态下需要的最小垫片压紧力：操作条件下需要的最小垫片压紧力：4.2螺栓的设计选用等长双头螺柱，M24，外径,中径，小径，应力截面积材料：35号钢，正火处理；常温下许用应力4.2.1螺栓的布置螺栓的公称直径，径向尺寸，45吉林化工学院毕业设计（说明书）螺栓的最小间距4.2.2螺栓载荷预紧状态下需要的最小垫片压紧力：操作条件下需要的最小垫