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淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第12页 共41页
图4 f值图
2剪应力
(a)剪切载荷
预紧状态的剪切载荷 W?FG?操作状态的剪切载荷
W?Wp?5009.13KN (b)剪切面积
A??3.14D?l?3.14?1116?36?126152.64mm 式中：A?————剪切面积，mm
D?————剪切面计算直径，取圆筒外径，mm l—————剪切面计算高度，mm (c)剪应力
22A?A???2mbb?10388.6KN
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预紧时的剪应力 ?? 操作时的剪应力 ??WWA??10388600?82.3MPa
126152.64A??5009130?39.7MPa
126152.643应力校核 (a)轴向应力
根据要求： ?H?1.5 1.5tf???tf与2.5???之小值
tn????1.5?144?216MPa
2.5????2.5?144?360MPa
tn
?H?68.3MPa?216MPa，所以符合要求。
(b)径向应力
?R?118.4MPa? 所以满足要求。 (c)环向应力
?T?80.4MPa? 所以满足要求。 (d)组合应力
???
RH???tftf?144MPa
????144MPa
2168.3?118.4??143MPa?2??f?
t ?H??T2168.3?80.4??124.3MPa?2??f?
t所以满足要求。 (e)剪应力
预紧时： ??82.3MPa?0.8?170?136MPa 操作时： ??39.7MPa?0.8?144?115.2MPa 符合要求。 （3）平盖封头设计计算
选用材料为16MnR，因为该封头为平盖封头，且管箱内无隔板，所以
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厚度按以下计算。
操作时 ?p?DGkPct????????t?8240.56?8?178mm
113?0.85预紧时 ?p?DGkPc?8240.17?8?85mm
150?0.85取两者中较大值，所以?p?178mm，取?p?180mm 式中：?p————平盖计算厚度，mm
DG————垫片压紧力作用中心圆直径（按GB150-1998第9章选），mm Pc————管程计算压力，MPa
???————设计温度下平盖材料的许用应力，MPa
t ???————试验温度下平盖材料的许用应力，MPa ?—————焊接接头系数 k——————结构特征系数 操作时：k?0.3?1.78WLGPDc3?0.3?G1.78?10388600?84 38?824 =0.156 预紧时：k?6.2.2 设计计算下部管箱
（1）下管箱封头材料仍选16MnR，因为介质需从设备中排出，且本设备为单壳程结构，所以采用D型管箱。 根据GB150-1998有：16MnR在300℃时的许用应力为因为 Pd?0.4所以 ??t1.78WLGPDc3?G1.78?5009130?84?0.17 38?824????144MPa
t?????0.4?144?1?57.6MPa
cti2设计厚度：
?????PPD?c8?800?22.86mm
2?144?1?8?d???C2?22.86?3?25.86mm
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名义厚度： ?n??d?C1???25.86?0.6???30mm 有效厚度： ?e??n?C2?C1?30?3?0.6?26.4mm
考虑到耐磨、耐热、耐腐蚀等方面性能，用焊接方法在管箱内表面堆敷一层厚度为8的00Cr17Ni14Mo2。
7 选取标准件
7.1 选取接管
7.1.1 接管的一般要求 （1）接管应与壳体内表面平齐；
（2）必要是可设置温度计接口、压力表及液面计接口； （3）接管与外部管线可采用焊接连接；
（4）设计温度在300℃以上时，必须采用整体法兰; （5）对于不能利用接管进行放气和排液的换热器，应在管程和壳程的最高点设置放气口，最低点设置排液口，其最小公称直径为20mm； （6）接管应尽管沿径向或轴向布置; 根据HG20592-97选取：
测压口、放净口、排气口选用?25?2.5规格的接管，长为150mm,重量为0.16kg。
测温口选用?32?3.5规格的接管，长度为150mm,重量为0.3kg；
导热油进出口选用?45?2.5规格的接管，长度为150mm,重量为0.48kg； 安全阀口、出料口、泄压口选用?57?3.5规格的接管，长度为150mm,重量为0.61kg；
进料口选用?89?4.5规格的接管，长度为150mm,重量为1.21kg；材料为20钢。
7.2 选取接管法兰
（1） 选取进料口接管（DN80）法兰
选用带颈凹面对焊法兰，相关尺寸根据HG20592-97查得
法兰外径（mm） 螺栓孔中心圆直径（mm） 螺栓孔直径（mm） 螺栓孔数量 190 150 18 4