化工设计竞赛E0302校核结果.docx
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化工设计竞赛E0302校核结果
固定管板换热器设计计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
设计计算条件
壳程
管程
设计压力
0.13
MPa
设计压力
0.475
MPa
设计温度
100
设计温度
150
壳程圆筒内径Di
800
mm
管箱圆筒内径Di
800
mm
材料名称
S30408
材料名称
S30408
简图
计算内容
壳程圆筒校核计算
前端管箱圆筒校核计算
前端管箱封头（平盖）校核计算
后端管箱圆筒校核计算
后端管箱封头（平盖）校核计算
管箱法兰校核计算
开孔补强设计计算
管板校核计算
前端管箱筒体计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
内径Di
800.00
mm
材料
S30408（板材）
试验温度许用应力
137.00
MPa
设计温度许用应力t
137.00
MPa
试验温度下屈服点s
205.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=
=1.39
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=5.70
mm
名义厚度
n=8.00
mm
重量
956.44
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT=1.25p
=0.5938（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=184.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=41.97
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=1.93844
MPa
设计温度下计算应力
t=
=33.57
MPa
t
137.00
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合格
前端管箱封头计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
内径Di
800.00
mm
曲面深度hi
250.00
mm
材料
S30408（板材）
设计温度许用应力t
137.00
MPa
试验温度许用应力
137.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
1.00
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT=1.25p
=0.5938（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=184.50
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=31.82
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=0.7600
计算厚度
h=
=1.05
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=5.70
mm
最小厚度
min=2.00
mm
名义厚度
nh=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
52.45
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=2.55677
MPa
结论
合格
后端管箱筒体计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
内径Di
800.00
mm
材料
S30408（板材）
试验温度许用应力
137.00
MPa
设计温度许用应力t
137.00
MPa
试验温度下屈服点s
205.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=
=1.39
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=5.70
mm
名义厚度
n=8.00
mm
重量
956.44
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT=1.25p
=0.5938（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=184.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=41.97
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=1.93844
MPa
设计温度下计算应力
t=
=33.57
MPa
t
137.00
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合格
后端管箱封头计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
内径Di
800.00
mm
曲面深度hi
250.00
mm
材料
S30408（板材）
设计温度许用应力t
137.00
MPa
试验温度许用应力
137.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
1.00
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT=1.25p
=0.5938（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=184.50
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=31.82
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=0.7600
计算厚度
h=
=1.05
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=5.70
mm
最小厚度
min=2.00
mm
名义厚度
nh=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
52.45
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=2.55677
MPa
结论
合格
内压圆筒校核
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力pc
0.13
MPa
设计温度t
100.00
C
内径Di
800.00
mm
材料
S30408（板材）
试验温度许用应力
137.00
MPa
设计温度许用应力t
137.00
MPa
试验温度下屈服点s
205.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
2.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=
=0.38
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=5.70
mm
名义厚度
n=8.00
mm
重量
956.44
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT=1.25p
=0.1625（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=184.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=11.48
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]=
=1.93844
MPa
设计温度下计算应力
t=
=9.19
MPa
t
137.00
MPa
校核条件
t≥t
结论
合格
开孔补强计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
接管:
N1,φ219.1×4
计算方法:
GB150.3-2011等面积补强法，单孔
设计条件
简图
计算压力pc
0.63
MPa
设计温度
100
℃
壳体型式
圆形筒体
壳体材料
名称及类型
S30408
板材
壳体开孔处焊接接头系数φ
1
壳体内直径Di
800
mm
壳体开孔处名义厚度δn
8
mm
壳体厚度负偏差C1
0.3
mm
壳体腐蚀裕量C2
2
mm
壳体材料许用应力[σ]t
137
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角（°）
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角（°）
接管实际外伸长度
159.5
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
0.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
181
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强计算
非圆形开孔长直径
213.9
mm
开孔长径与短径之比
1
壳体计算厚度δ
1.8437
mm
接管计算厚度δt
0.368
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
213.9
mm
补强区有效宽度B
427.8
mm
接管有效外伸长度h1
29.251
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
394
mm2
壳体多余金属面积A1
825
mm2
接管多余金属面积A2
131
mm2
补强区内的焊缝面积A3
8
mm2
A1+A2+A3=963
mm2，大于A，不需另加补强。
补强圈面积A4
mm2
A-（A1+A2+A3）
mm2
结论:
合格
开孔补强计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
接管:
N2,φ76.1×4
计算方法:
GB150.3-2011等面积补强法，单孔
设计条件
简图
计算压力pc
0.13
MPa
设计温度
100
℃
壳体型式
圆形筒体
壳体材料
名称及类型
S30408
板材
壳体开孔处焊接接头系数φ
1
壳体内直径Di
800
mm
壳体开孔处名义厚度δn
8
mm
壳体厚度负偏差C1
0.3
mm
壳体腐蚀裕量C2
2
mm
壳体材料许用应力[σ]t
137
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角（°）
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角（°）
接管实际外伸长度
159.5
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
0.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
181
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强计算
非圆形开孔长直径
70.9
mm
开孔长径与短径之比
1
壳体计算厚度δ
0.3797
mm
接管计算厚度δt
0.0245
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
70.9
mm
补强区有效宽度B
141.8
mm
接管有效外伸长度h1
16.84
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
27
mm2
壳体多余金属面积A1
377
mm2
接管多余金属面积A2
87
mm2
补强区内的焊缝面积A3
8
mm2
A1+A2+A3=472
mm2，大于A，不需另加补强。
补强圈面积A4
mm2
A-（A1+A2+A3）
mm2
结论:
合格
开孔补强计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
接管:
N3,φ139.7×4
计算方法:
GB150.3-2011等面积补强法，单孔
设计条件
简图
计算压力pc
0.975
MPa
设计温度
150
℃
壳体型式
圆形筒体
壳体材料
名称及类型
S30408
板材
壳体开孔处焊接接头系数φ
1
壳体内直径Di
800
mm
壳体开孔处名义厚度δn
8
mm
壳体厚度负偏差C1
0.3
mm
壳体腐蚀裕量C2
2
mm
壳体材料许用应力[σ]t
137
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角（°）
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角（°）
接管实际外伸长度
159.5
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
0.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
180
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强计算
非圆形开孔长直径
134.5
mm
开孔长径与短径之比
1
壳体计算厚度δ
2.8569
mm
接管计算厚度δt
0.3577
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
134.5
mm
补强区有效宽度B
269
mm
接管有效外伸长度h1
23.195
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
384
mm2
壳体多余金属面积A1
382
mm2
接管多余金属面积A2
104
mm2
补强区内的焊缝面积A3
8
mm2
A1+A2+A3=494
mm2，大于A，不需另加补强。
补强圈面积A4
mm2
A-（A1+A2+A3）
mm2
结论:
合格
开孔补强计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
接管:
N4,φ273×4
计算方法:
GB150.3-2011等面积补强法，单孔
设计条件
简图
计算压力pc
0.975
MPa
设计温度
150
℃
壳体型式
圆形筒体
壳体材料
名称及类型
S30408
板材
壳体开孔处焊接接头系数φ
1
壳体内直径Di
800
mm
壳体开孔处名义厚度δn
8
mm
壳体厚度负偏差C1
0.3
mm
壳体腐蚀裕量C2
2
mm
壳体材料许用应力[σ]t
137
MPa
接管轴线与筒体表面法线的夹角（°）
0
凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角（°）
接管实际外伸长度
159.5
mm
接管连接型式
插入式接管
接管实际内伸长度
0
mm
接管材料
16Mn
接管焊接接头系数
1
名称及类型
管材
接管腐蚀裕量
1
mm
补强圈材料名称
凸形封头开孔中心至
封头轴线的距离
mm
补强圈外径
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
0.4
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
180
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强计算
非圆形开孔长直径
267.8
mm
开孔长径与短径之比
1
壳体计算厚度δ
2.8569
mm
接管计算厚度δt
0.7197
mm
补强圈强度削弱系数frr
0
接管材料强度削弱系数fr
1
开孔补强计算直径d
267.8
mm
补强区有效宽度B
535.6
mm
接管有效外伸长度h1
32.729
mm
接管有效内伸长度h2
0
mm
开孔削弱所需的补强面积A
765
mm2
壳体多余金属面积A1
761
mm2
接管多余金属面积A2
123
mm2
补强区内的焊缝面积A3
8
mm2
A1+A2+A3=892
mm2，大于A，不需另加补强。
补强圈面积A4
mm2
A-（A1+A2+A3）
mm2
结论:
合格
换热管内压计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算条件
换热管简图
计算压力Pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
外径Do
25.00
mm
材料
S30408（管材）
试验温度许用应力
116.00
MPa
设计温度许用应力t
116.00
MPa
钢板负偏差C1
0.00
mm
腐蚀裕量C2
0.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=
=0.05
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=2.00
mm
名义厚度
n=2.00
mm
重量
6.81
Kg
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]=
=20.17391
MPa
设计温度下计算应力
t=
=2.73
MPa
t
116.00
MPa
校核条件
t≥t
结论
换热管内压计算合格
换热管外压计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算条件
换热管简图
计算压力Pc
-0.13
MPa
设计温度t
150.00
C
外径D
25.00
mm
材料名称
S30408（管材）
试验温度许用应力
116.00
MPa
设计温度许用应力t
116.00
MPa
钢板负偏差C1
0.00
mm
腐蚀裕量C2
0.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=0.16
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=2.00
mm
名义厚度
n=2.00
mm
外压计算长度L
L=6000.00
mm
外径Do
Do=25.00
mm
L/Do
240.00
Do/e
12.50
A值
A=0.0077070
B值
B=105.21
MPa
重量
6.81
kg
压力计算
许用外压力
当
时，
=
12.36258
MPa
当
时，
=
结论
换热管外压计算合格
换热管内压计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算条件
换热管简图
计算压力Pc
0.47
MPa
设计温度t
150.00
C
外径Do
25.00
mm
材料
S30408（管材）
试验温度许用应力
116.00
MPa
设计温度许用应力t
116.00
MPa
钢板负偏差C1
0.00
mm
腐蚀裕量C2
0.00
mm
焊接接头系数
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
=
=0.05
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=2.00
mm
名义厚度
n=2.00
mm
重量
6.81
Kg
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]=
=20.17391
MPa
设计温度下计算应力
t=
=2.73
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