u型管换热器设计说明书(1)
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由于垫片宽度为 3mm，则开槽取 4mm。壳程侧隔板槽深 4mm，管程隔板 槽深 4mm。
圆整为 24mm
（4）.管板直径
根据容器法兰相关参数需要，取管板直径 D=473mm
考虑到金属的热膨胀尺寸，可由微小负偏差，但不允许有正偏
差。
（5）.管板连接设计
由之前热力计算部分以确定布管方式选用正方形排布，布管限定
t 189 MPa
焊接接头系数取 0.85
8
0.5 400
0.623mm
2 189 0.85 0.5 0.5
又封头厚度因与筒体厚度相同以减少焊接所产生的应力，最终取封
头厚度为 8mm
2. 管箱短节设计：
管箱深
（1）管箱短节厚度设计：
度 300mm
管箱短节厚度与筒体厚度相同， 8mm
11
由 NB/T47020—47027-2012 查得长颈对焊法兰如下图所示： 其中：
D=565m m
L=26mm 螺栓 M24 C=26mm
（2）由上述数据可得 （3）预紧状态下的法兰力矩按下式计算：
12
（4）由机械设计手册查得 M20 的小径为 由此可得实际使用的螺栓总面积
（5）操作状态的法兰力矩计算： 作用于法兰内径截面上内压引起的轴向力 由下式计算：
，允许正偏差为，负偏差为 0，
即管孔为
（4） 折流板的固定
拉杆直
折流板的固定一般采用拉杆与定距管等原件与管板固定，其固 径
定形式由一下几种：
12mm
a. 采用全焊接法，拉杆一段插入管板并与管板固定，
拉杆长
每块折流板与拉杆焊接固定。
度
b. 拉杆一段用螺纹拧入管板，每块折流板之间用定距
8000mm
Байду номын сангаас
管固定，每一拉杆上最后一块折流板与拉杆焊接
进出口接管阻力：
7
管程总阻力:
管程压降符合要求 壳程压降计算：
壳程压降符合要求 机械设计
一．管箱设计计算 管箱有封头，管箱短节，法兰，分程隔板等零件组成。 1. 封头设计及厚度计算。
由于椭圆封头经线曲率变化平滑，应力分布均匀，且椭圆形封头较 半球形封头深度小得多，易于冲压成形，是目前最常用的封头之一，故 次换热器采用标准椭圆形封头。
操作状态下需要的最小螺栓载荷计算： 内压引起的轴向力按下式计算：
最小螺栓载荷按下式计算：
（2）螺栓面积：
10
螺栓面积按下列规定确定 a.预紧状态下需要的最小螺栓面积按下式计算：
从查得 40Cr 在室温下的许用应力:
操作状态下所需的最小螺栓面积按下式计算：
从查得 40Cr 在 40 下的许用应力:
取其中面积较大者 （3）螺栓设计载荷 螺栓设计载荷按下列规定确定：
高合金钢圆筒最小厚度不得小于
圆筒厚度计算：
选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常用材料 Q345R，为一种低
合金钢。
按《~.4-2011 压力容器》中圆筒厚度计算公式：
3
计算压力 圆筒内径由选定的圆筒公称直径得 设计温度下的圆筒材料的许用应力由选定的材料 Q345R 从中查得 焊接接头系数
由于壳程流体为水，不会产生较严重的腐蚀，选取腐蚀 yu 量
又由于 Q345R 在公称直径为 400mm 是可选取得最小厚度为 8mm，则选择 圆筒厚度为 8mm
折流板间距： 折流板间距一般不小于圆筒内径的五分之一且不小于 50mm；因此取折 流板间距为 200mm 核算传热系数： 由 GB151—1999 管壳式换热器得到包括污垢在内的，以换热管外表面积 为基准的总传热系数 K 的计算公式:
常用换热管为
与
选用外径
管程流体体积流量可由煤油的要求流量的出：
换热管。
取管数 由换热面积确定管程数和管长： 由于是 U 型管换热器，由 GB151-1999 管壳式换热器查得有 2，4 两种管 程可选。 初选管程为 4
n=20 N=4
2
L=8m
考虑到常用管为 9m 管，为生产加工方便，选用单程管长 8m 又考虑到单程管长 8m 会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时， 尽量选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽 松的正方形排布。 换热管材料 由于管程压力大于,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
70mm 水进出 口管径 100mm
三．容器法兰选取及校核 由 NB/T 47020——2012 选取长颈对焊法兰，密封面采用全平面密封， 法兰采用锻件，材料选用 20 号钢。垫片选择石棉像胶板，厚度为 3mm，垫 片系数 m=，比压力 y=
1.垫片设计计算 垫片压紧力： 由《过程设备设计》查得下列公式计算垫片压紧力：
（1）管板形式选择： 管板形式选择 a 型：管板通过垫片与壳体法兰和管箱法兰
连接。管板形式如下图：
（2）管板计算 按照 GB151——1999 管壳式换热器中 a 型连接方式管板的计算步骤进 行下列计算。
15
a)根据布管尺寸计算 在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，
而未能被换热管支撑的面积， 对于正方形排布
圆直径
， 由 GB151 — — 1999 管 壳 式 换 热 器 ， 查 得 对 于
换热管的管孔直径为
，正偏差
，负偏差为 0，
管孔直径为
。
5.折流板设计计算： 折流板的结构设计，是根据工艺过程及要求来确定，折流板的作
用主要是为了增加管间流速，提高传热效果。同时设计折流板对于卧 式换热器的换热管有一定支撑作用，当换热管过长，而管子承受的压 应力过大时，在满足换热器壳程允许压降的情况下，增加折流板的数 量，减小折流板的间距，对缓解换热管的受力形况和防止流体流动诱 发振动有一定作用。
K=483
查 GB151—1999 管 壳 式 换 热 器 得 换 热 管 材 料 导 热 系 数 总传热系数：
初选 K 值为 450 相对误差 内 壁温计算： 假设
换热面积裕度：
处于相对许可范围
6
换热面积裕度符合要求 压降计算： (1)管程阻力计算：
沿程阻力 可按下式计算
莫迪圆管摩擦系数 ： 莫迪圆管系数可由管内流体雷诺数得到 管内流体雷诺数： 管内为湍流。 用公式: 得 管内粘度校正因子取 回弯阻力可由下式得到：
正方形排布：
b)计算 ，以 查图或查表得到
查得 c)管板材料选择
管板材料选择压力容器中常用的 Q345B d)管板计算厚度
e)换热管轴向应力
16
管板厚
度 24mm 管板直
径 473mm
（3）.管板名义厚度 根据 GB151——1999 管壳式换热器，管板的名义厚度不小于下列三者
之和： I． 管板的计算厚度或最小厚度，取较大值 II． 壳程腐蚀裕量或结构开槽深度，取较大值 III． 管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度，取较大值
取，取拉杆长度为 8000mm （2）拉杆尺寸 杆长度按需要选取，取拉杆长度为 8000mm。拉杆尺寸可有
下图和下表选择
拉杆螺 纹公称直径 12mm
18
取拉杆螺纹公称直径
，
，
，
（3）拉杆布置 拉杆布置应尽量均匀布置在管束的外缘，且任何折流板不
应少于 3 跟拉杆。 （5） 定距管选择 定距管选择材质与换热管相同的不锈钢管。定距管长度为
由于
，以 代替
57
由查得
.95
T，U 可由参数 K 从查得 K——法兰外径与内经的比值
则 T= f= U= Z= Y=
b)径向应力按下式计算：
c)环向应力按下式计算： （9）应力校核
14
a)轴向应力
轴向应力校核合格 b)径向应力 径向应力合格 c)环向应力 环向应力合格 d)组合应力
组合应力合格 4.管板设计计算
a. 预紧状态螺栓设计载荷按下式计算：
b. 操作状态螺栓设计载荷按下式计算：
由所需螺栓直径和个数：
此处需要确定直径与个数其中之一的数值，由筒体外径查 NB/T 47020 —47027—2012 得螺栓使用个数为 20
将其带入上式 由 NB/T 47020—47027—2012 查得所用螺栓为 M20 螺栓符合要求。 3.法兰选用与校核 （1）法兰的相关标注如下图
c. 螺纹与焊接相结合，拉杆一端用螺纹拧入管板，然
后将折流板焊接在拉杆上
d. 拉杆的一端用螺纹拧入管板，中间用定距管将折流
板固定，最后一快折流板用两螺母锁紧并点焊固定。
这里选择 d.作为折流板固定的方法。
6.拉杆与定距管
（1）拉杆直径和数量
由 GB151——1999 规定，对于换热管外径
取拉杆直径
，拉杆数量取 4。拉杆长度按需要选
开所形成的截面积；每程换热管流通面积是指同一管程内的换热管
管内截面所形成的面积之和。由于由计算所求得的管箱深度太小，
故根据各方面需要取 300mm
分程隔
3. 分程隔板：
板厚度
由 GB151——1999 管壳式换热器得，分程隔板的最小厚度不应小
8mm
于下表
因分程隔板两侧无明显压差，分程隔板可按上表选取。
（1） 折流板缺口高度 弓形折流板缺口高度使流体通过缺口时与横过管束时的流速相 近。缺口大小用切去的弓形弦高占圆筒内直径的百分比确定，单弓 形折流板缺口见下图，缺口弦高 h，宜取~倍的圆筒内直径。
折流板 厚度
17
5mm
取折流板缺口弦高 h 为倍的圆筒内径，即
（2） 折流板厚度 之前热力计算中已经确定折流板间距为 200mm，查得内径 400mm 的圆筒折流板最小厚度为 4mm，取折流板厚度为 5mm （3） 折流板管孔 由 GB151 — — 1999 管 壳 式 换 热 器 规 定 ， 管 孔 直 径
按照 GB—151 管壳式换热器 1999 选取常用管心距
；分
程隔板两侧管心距 按下图作正方形排列
布管限 定圆
圆筒工
选择布管限定圆直径
程直径 DN=400
由 布 管 限 定 圆 从 《 GB151—1999 》 管 壳 式 换 热 器 中 选 定 工 程 直 径
的卷制圆筒，查得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于 8mm，
流体
流量
煤油 水 一．热力计算 1.换热量计算
进口
出口
温度
温度
压力
2.冷却剂用量计算
由于水的压力较之煤油较大，黏度较之煤油也较大，所以选择水为壳程， 煤油为管程。
3.换热面积估算
查图
得 ε∆ t=
1
传热面积估算：
取传热系数：K=450
取安全系数：
A=
4 管径，管长，管数确定： 由流量确定管数：
煤油在管中的流速为~1，取管程流体流速
分程隔板选材为 Q235，属碳素钢，故取分程隔板厚度为 8mm
二．接管管径设计： 1.煤油进出口管径： 进出口管径可由公式：
d 4V
u
V——液体的体积流量 u——液体的流速
d煤油
4 0.00347 0.07m 1
2.水进出口管径：
d水
4 0.00814 0.91
0.1m
9
煤油进 出口管径
内压引起的总轴向力 F 与内经截面上的轴向力 之差 按下式计算： 法兰力矩按下式计算：
（6）法兰材料选取 管法兰一般选用锻件或铸件，不推荐钢板制造因此选用 16Mn
（7）法兰设计力矩 法兰设计力矩按下式计算并去最大值
由《过程设备设计》查得
150MPa
则
（8）法兰应力 a) 轴向应力按下式计算：
13
得
由 NB/T 47020—47027—2012 查得垫片宽度 N=22mm，由此的垫片
密封基本宽度
，垫片有效密封宽度
，
则
操作时需要的压紧力有操作密封比压引起，由于原始定义 m 时是取 2 倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等于操作压力的 m 倍，所以计算时
操作密封比压应为 ，则
2.螺栓设计计算： 螺栓材料选择 40Cr。 （1）螺栓载荷： 预紧状态下需要的最小螺栓载荷按下式计算：
折流板 间距
200mm
管外流体给热系数 :
4
查得定性温度下流体的粘度为 壁温下流体的粘度 1004 查得壳程流体的普朗克数 查得水的导热系数
管内流体给热系数 ：
查得煤油的导热系数 查得煤油的密度 管内流体的流速 煤油的粘度 煤油的比热 换热管的内径
5
在总传热系数计算公式中， 可看作 管外流体的污垢热阻 管内流体的污垢热阻 用外表面表示的管壁热阻
（2）管箱的最小内侧深度：
由 GB150——1998 规定：
a. 轴向开口的单程管箱，开口中心处的最小深度应不小于
接管内径的1 3
b. 多管程管箱的内侧深度应保证两程之间的最小流通面积
不小于每程换热管流通面积的倍；当操作允许时，也可等于每程换
热管的流通面积。
两程之间的最小流通面积是指管箱被平行于地面的平面所剖
对于标准椭圆封头，K=1 厚度计算公式为：
pc
2 t
Di 0.5 pc
pc — —设计压力， MPa
封头厚 度
8mm
Di — —圆筒内径， mm
短节厚
t — —许用应力， MPa
度
——焊接接头系数
8mm
封头材料选用与圆筒材料相同的在压力容器中最常用的材料 Q345R
其在使用温度下的许用应力可由《过程设备设计》附录 D 中查得
圆整为 24mm
（4）.管板直径
根据容器法兰相关参数需要，取管板直径 D=473mm
考虑到金属的热膨胀尺寸，可由微小负偏差，但不允许有正偏
差。
（5）.管板连接设计
由之前热力计算部分以确定布管方式选用正方形排布，布管限定
t 189 MPa
焊接接头系数取 0.85
8
0.5 400
0.623mm
2 189 0.85 0.5 0.5
又封头厚度因与筒体厚度相同以减少焊接所产生的应力，最终取封
头厚度为 8mm
2. 管箱短节设计：
管箱深
（1）管箱短节厚度设计：
度 300mm
管箱短节厚度与筒体厚度相同， 8mm
11
由 NB/T47020—47027-2012 查得长颈对焊法兰如下图所示： 其中：
D=565m m
L=26mm 螺栓 M24 C=26mm
（2）由上述数据可得 （3）预紧状态下的法兰力矩按下式计算：
12
（4）由机械设计手册查得 M20 的小径为 由此可得实际使用的螺栓总面积
（5）操作状态的法兰力矩计算： 作用于法兰内径截面上内压引起的轴向力 由下式计算：
，允许正偏差为，负偏差为 0，
即管孔为
（4） 折流板的固定
拉杆直
折流板的固定一般采用拉杆与定距管等原件与管板固定，其固 径
定形式由一下几种：
12mm
a. 采用全焊接法，拉杆一段插入管板并与管板固定，
拉杆长
每块折流板与拉杆焊接固定。
度
b. 拉杆一段用螺纹拧入管板，每块折流板之间用定距
8000mm
Байду номын сангаас
管固定，每一拉杆上最后一块折流板与拉杆焊接
进出口接管阻力：
7
管程总阻力:
管程压降符合要求 壳程压降计算：
壳程压降符合要求 机械设计
一．管箱设计计算 管箱有封头，管箱短节，法兰，分程隔板等零件组成。 1. 封头设计及厚度计算。
由于椭圆封头经线曲率变化平滑，应力分布均匀，且椭圆形封头较 半球形封头深度小得多，易于冲压成形，是目前最常用的封头之一，故 次换热器采用标准椭圆形封头。
操作状态下需要的最小螺栓载荷计算： 内压引起的轴向力按下式计算：
最小螺栓载荷按下式计算：
（2）螺栓面积：
10
螺栓面积按下列规定确定 a.预紧状态下需要的最小螺栓面积按下式计算：
从查得 40Cr 在室温下的许用应力:
操作状态下所需的最小螺栓面积按下式计算：
从查得 40Cr 在 40 下的许用应力:
取其中面积较大者 （3）螺栓设计载荷 螺栓设计载荷按下列规定确定：
高合金钢圆筒最小厚度不得小于
圆筒厚度计算：
选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常用材料 Q345R，为一种低
合金钢。
按《~.4-2011 压力容器》中圆筒厚度计算公式：
3
计算压力 圆筒内径由选定的圆筒公称直径得 设计温度下的圆筒材料的许用应力由选定的材料 Q345R 从中查得 焊接接头系数
由于壳程流体为水，不会产生较严重的腐蚀，选取腐蚀 yu 量
又由于 Q345R 在公称直径为 400mm 是可选取得最小厚度为 8mm，则选择 圆筒厚度为 8mm
折流板间距： 折流板间距一般不小于圆筒内径的五分之一且不小于 50mm；因此取折 流板间距为 200mm 核算传热系数： 由 GB151—1999 管壳式换热器得到包括污垢在内的，以换热管外表面积 为基准的总传热系数 K 的计算公式:
常用换热管为
与
选用外径
管程流体体积流量可由煤油的要求流量的出：
换热管。
取管数 由换热面积确定管程数和管长： 由于是 U 型管换热器，由 GB151-1999 管壳式换热器查得有 2，4 两种管 程可选。 初选管程为 4
n=20 N=4
2
L=8m
考虑到常用管为 9m 管，为生产加工方便，选用单程管长 8m 又考虑到单程管长 8m 会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时， 尽量选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽 松的正方形排布。 换热管材料 由于管程压力大于,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
70mm 水进出 口管径 100mm
三．容器法兰选取及校核 由 NB/T 47020——2012 选取长颈对焊法兰，密封面采用全平面密封， 法兰采用锻件，材料选用 20 号钢。垫片选择石棉像胶板，厚度为 3mm，垫 片系数 m=，比压力 y=
1.垫片设计计算 垫片压紧力： 由《过程设备设计》查得下列公式计算垫片压紧力：
（1）管板形式选择： 管板形式选择 a 型：管板通过垫片与壳体法兰和管箱法兰
连接。管板形式如下图：
（2）管板计算 按照 GB151——1999 管壳式换热器中 a 型连接方式管板的计算步骤进 行下列计算。
15
a)根据布管尺寸计算 在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，
而未能被换热管支撑的面积， 对于正方形排布
圆直径
， 由 GB151 — — 1999 管 壳 式 换 热 器 ， 查 得 对 于
换热管的管孔直径为
，正偏差
，负偏差为 0，
管孔直径为
。
5.折流板设计计算： 折流板的结构设计，是根据工艺过程及要求来确定，折流板的作
用主要是为了增加管间流速，提高传热效果。同时设计折流板对于卧 式换热器的换热管有一定支撑作用，当换热管过长，而管子承受的压 应力过大时，在满足换热器壳程允许压降的情况下，增加折流板的数 量，减小折流板的间距，对缓解换热管的受力形况和防止流体流动诱 发振动有一定作用。
K=483
查 GB151—1999 管 壳 式 换 热 器 得 换 热 管 材 料 导 热 系 数 总传热系数：
初选 K 值为 450 相对误差 内 壁温计算： 假设
换热面积裕度：
处于相对许可范围
6
换热面积裕度符合要求 压降计算： (1)管程阻力计算：
沿程阻力 可按下式计算
莫迪圆管摩擦系数 ： 莫迪圆管系数可由管内流体雷诺数得到 管内流体雷诺数： 管内为湍流。 用公式: 得 管内粘度校正因子取 回弯阻力可由下式得到：
正方形排布：
b)计算 ，以 查图或查表得到
查得 c)管板材料选择
管板材料选择压力容器中常用的 Q345B d)管板计算厚度
e)换热管轴向应力
16
管板厚
度 24mm 管板直
径 473mm
（3）.管板名义厚度 根据 GB151——1999 管壳式换热器，管板的名义厚度不小于下列三者
之和： I． 管板的计算厚度或最小厚度，取较大值 II． 壳程腐蚀裕量或结构开槽深度，取较大值 III． 管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度，取较大值
取，取拉杆长度为 8000mm （2）拉杆尺寸 杆长度按需要选取，取拉杆长度为 8000mm。拉杆尺寸可有
下图和下表选择
拉杆螺 纹公称直径 12mm
18
取拉杆螺纹公称直径
，
，
，
（3）拉杆布置 拉杆布置应尽量均匀布置在管束的外缘，且任何折流板不
应少于 3 跟拉杆。 （5） 定距管选择 定距管选择材质与换热管相同的不锈钢管。定距管长度为
由于
，以 代替
57
由查得
.95
T，U 可由参数 K 从查得 K——法兰外径与内经的比值
则 T= f= U= Z= Y=
b)径向应力按下式计算：
c)环向应力按下式计算： （9）应力校核
14
a)轴向应力
轴向应力校核合格 b)径向应力 径向应力合格 c)环向应力 环向应力合格 d)组合应力
组合应力合格 4.管板设计计算
a. 预紧状态螺栓设计载荷按下式计算：
b. 操作状态螺栓设计载荷按下式计算：
由所需螺栓直径和个数：
此处需要确定直径与个数其中之一的数值，由筒体外径查 NB/T 47020 —47027—2012 得螺栓使用个数为 20
将其带入上式 由 NB/T 47020—47027—2012 查得所用螺栓为 M20 螺栓符合要求。 3.法兰选用与校核 （1）法兰的相关标注如下图
c. 螺纹与焊接相结合，拉杆一端用螺纹拧入管板，然
后将折流板焊接在拉杆上
d. 拉杆的一端用螺纹拧入管板，中间用定距管将折流
板固定，最后一快折流板用两螺母锁紧并点焊固定。
这里选择 d.作为折流板固定的方法。
6.拉杆与定距管
（1）拉杆直径和数量
由 GB151——1999 规定，对于换热管外径
取拉杆直径
，拉杆数量取 4。拉杆长度按需要选
开所形成的截面积；每程换热管流通面积是指同一管程内的换热管
管内截面所形成的面积之和。由于由计算所求得的管箱深度太小，
故根据各方面需要取 300mm
分程隔
3. 分程隔板：
板厚度
由 GB151——1999 管壳式换热器得，分程隔板的最小厚度不应小
8mm
于下表
因分程隔板两侧无明显压差，分程隔板可按上表选取。
（1） 折流板缺口高度 弓形折流板缺口高度使流体通过缺口时与横过管束时的流速相 近。缺口大小用切去的弓形弦高占圆筒内直径的百分比确定，单弓 形折流板缺口见下图，缺口弦高 h，宜取~倍的圆筒内直径。
折流板 厚度
17
5mm
取折流板缺口弦高 h 为倍的圆筒内径，即
（2） 折流板厚度 之前热力计算中已经确定折流板间距为 200mm，查得内径 400mm 的圆筒折流板最小厚度为 4mm，取折流板厚度为 5mm （3） 折流板管孔 由 GB151 — — 1999 管 壳 式 换 热 器 规 定 ， 管 孔 直 径
按照 GB—151 管壳式换热器 1999 选取常用管心距
；分
程隔板两侧管心距 按下图作正方形排列
布管限 定圆
圆筒工
选择布管限定圆直径
程直径 DN=400
由 布 管 限 定 圆 从 《 GB151—1999 》 管 壳 式 换 热 器 中 选 定 工 程 直 径
的卷制圆筒，查得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于 8mm，
流体
流量
煤油 水 一．热力计算 1.换热量计算
进口
出口
温度
温度
压力
2.冷却剂用量计算
由于水的压力较之煤油较大，黏度较之煤油也较大，所以选择水为壳程， 煤油为管程。
3.换热面积估算
查图
得 ε∆ t=
1
传热面积估算：
取传热系数：K=450
取安全系数：
A=
4 管径，管长，管数确定： 由流量确定管数：
煤油在管中的流速为~1，取管程流体流速
分程隔板选材为 Q235，属碳素钢，故取分程隔板厚度为 8mm
二．接管管径设计： 1.煤油进出口管径： 进出口管径可由公式：
d 4V
u
V——液体的体积流量 u——液体的流速
d煤油
4 0.00347 0.07m 1
2.水进出口管径：
d水
4 0.00814 0.91
0.1m
9
煤油进 出口管径
内压引起的总轴向力 F 与内经截面上的轴向力 之差 按下式计算： 法兰力矩按下式计算：
（6）法兰材料选取 管法兰一般选用锻件或铸件，不推荐钢板制造因此选用 16Mn
（7）法兰设计力矩 法兰设计力矩按下式计算并去最大值
由《过程设备设计》查得
150MPa
则
（8）法兰应力 a) 轴向应力按下式计算：
13
得
由 NB/T 47020—47027—2012 查得垫片宽度 N=22mm，由此的垫片
密封基本宽度
，垫片有效密封宽度
，
则
操作时需要的压紧力有操作密封比压引起，由于原始定义 m 时是取 2 倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等于操作压力的 m 倍，所以计算时
操作密封比压应为 ，则
2.螺栓设计计算： 螺栓材料选择 40Cr。 （1）螺栓载荷： 预紧状态下需要的最小螺栓载荷按下式计算：
折流板 间距
200mm
管外流体给热系数 :
4
查得定性温度下流体的粘度为 壁温下流体的粘度 1004 查得壳程流体的普朗克数 查得水的导热系数
管内流体给热系数 ：
查得煤油的导热系数 查得煤油的密度 管内流体的流速 煤油的粘度 煤油的比热 换热管的内径
5
在总传热系数计算公式中， 可看作 管外流体的污垢热阻 管内流体的污垢热阻 用外表面表示的管壁热阻
（2）管箱的最小内侧深度：
由 GB150——1998 规定：
a. 轴向开口的单程管箱，开口中心处的最小深度应不小于
接管内径的1 3
b. 多管程管箱的内侧深度应保证两程之间的最小流通面积
不小于每程换热管流通面积的倍；当操作允许时，也可等于每程换
热管的流通面积。
两程之间的最小流通面积是指管箱被平行于地面的平面所剖
对于标准椭圆封头，K=1 厚度计算公式为：
pc
2 t
Di 0.5 pc
pc — —设计压力， MPa
封头厚 度
8mm
Di — —圆筒内径， mm
短节厚
t — —许用应力， MPa
度
——焊接接头系数
8mm
封头材料选用与圆筒材料相同的在压力容器中最常用的材料 Q345R
其在使用温度下的许用应力可由《过程设备设计》附录 D 中查得