可拆式板式换热器强度计算书

可拆式板式换热器强度计算书

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一、夹紧螺柱（依据NB/T47004）

1．计算公式中各符号的含义

W a-----预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；

W p-----工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；

A m-----需要的夹紧螺柱总截面积，㎜2 ；

l------垫片中心线展开长度，㎜；

B------垫片有效密封宽度，㎜；

y------垫片比压力，橡胶y=1.4MPa；

a2------被垫片槽中心线包容的板片投影面积，㎜2 ；

P------设计压力，MPa；

m------垫片系数，橡胶m=1；

d------夹紧螺柱小径或无螺纹部分的最小直径，取较小值，㎜；

n------夹紧螺柱数量；

F0-----作用于a2上的流体静压力，N；

F p-----工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；

[б]b ---常温下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；

[б] t b---设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；

2．计算

夹紧螺柱材料选用35CrMoA，调质处理设计温度：180℃

[б]b =228MPa [б] t b =206MPa

1）计算公式中各项取值

l=6900㎜a2=1144790㎜2

B=11.5㎜P选1.6MPa 2）夹紧螺柱载荷

W a=l·B·y=6900×11.5×1.4=111090 N

W p=F o+F p=a2P+2l·B·m·P

W p1.6= a2 P1.6+2l·B·m·P1.6

=1144790×1.6+2×6900×11.5×1×1.6

=2085584 N

3）夹紧螺柱面积

a)预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A a

A a=W a/[б]b =111090/228=487.24㎜2

b)工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A p

A p1.6= W p1.6/[б]b =2085584/206=10124.19㎜2

c) A m取A a与A p两者的较大值A m=A p

4）夹紧螺柱最小直径取n=14根

d1.6=（4A p1.6/πn）1/2

=(4×10124.19/3.14×14)1/2

=30.35㎜

取d=42㎜n=14根

二、压紧板（该件以GB150和GB151 为依据，按平盖计算）1．计算公式中各符号的含义

a-----非圆形平盖的短轴长度，㎜；

b-----非圆形平盖的长轴长度，㎜；

L-----非圆形平盖的螺栓中心连线周长，㎜；

L G-----螺栓中心至垫片压紧力作用中心线的径向距离，㎜；

φ-----焊接接头系数，取φ=1；

K-----系数；

P c-----计算压力，MPa；

Z-----非圆形平盖的形状系数，Z=3.4-2.4a/b，且Z≤2.5

W-----预紧状态或操作状态时螺栓的设计载荷，N；

δp----平盖计算厚度，㎜；

δ-----压紧板厚度，㎜；

[б]t--设计温度下材料的许用应力，MPa；

2．计算

压紧板材料选用：Q345-A，[б]t=157 MPa，设计温度：180℃1）公式中各项取值

a=564㎜b=2094㎜L G=48㎜L=5700㎜

Z=3.4-2.4a/b=2.75

2）计算

a：预紧作用下

K1.6=6WL G/P c La2=6×111090×48/1.6×5700×5642

=0.011028448

δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2

=564 (0.011028448×1.6/1×157)1/2

=5.98 MPa

b：操作状态下

K1.6=0.3Z+6WL G/PcLa2

=0.3×2.75+6×2085584×48/1.6×5700×5642

=1.032

δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2

=564 (1.032×1.6/1×157)1/2

=57.84㎜

故取压紧板厚度δ1.6=60㎜

三、上导杆（依据NB/T47004）

1．计算公式中各符号的含义

f-----上导杆受载所引起的跨度中点的挠度，㎜；

f1-----上导杆自重所引起的跨度中点的挠度，㎜；

f2-----板片及充介质所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；

f4-----活动压紧板自重所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；

L1-----导杆长度（固定压紧板内侧至支柱内侧的距离），㎜；

L-----夹紧尺寸（固定压紧板内侧至活动压紧板内侧间的距离），㎜；

F2-----活动压紧板自重，N；

E-----设计温度下上导杆材料的弹性模量；

J-----上导杆惯性距，㎜4；

q1-----上导杆自重均布载荷，N/㎜；

q2-----板片及所充介质所引起的均布载荷N/㎜；

b2-----固定压紧板内侧至活动压紧板自重作用点的距离，㎜；

c2-----活动压紧板自重作用点至支柱内侧间的距离，㎜；

2．挠度计算

上导杆材料选用Q235-A.F，设计温度：180℃

1）公式中各项取值

L1=3075㎜c2=1358㎜

L=1687㎜b2=1717㎜

F2= 8118N

J=35700000㎜4q1=0.36524 N/㎜

E=210×103q2=23.42 N/㎜2）计算

a．f1=5q1 L14/384EJ

=5×0.36524×30754/384×210×103×35700000

=0.0567㎜

b．L>L1/2 则

f2=q2(L4/2-2L3L1+9L2L12/4-LL13/2+L14/16)/24EJ

=23.42(16874/2-2×16873×3075+9×16872×30752/4

-1687×30753/2+30754/16)/24×210×103×35700000

=2.10㎜

c．c2＜b2 则

f4=F2c2（3L12-4c22）/48EJ

=8118×1358(3×30752-4×13582)/48×210×103×35700000

=0.65㎜