106kW水冷式管壳冷凝器 设计说明书.doc

课课 程程 设设 计计 课程名称 热交换器课程设计 题目名称 106kW 水冷式冷凝器 学生学院 材料与能源学院 专业班级热能与动力工程（制冷与空调方向）09011 班 学 号 3109007330 学生姓名 陈桂福 指导教师 王长宏 2012 年 7 月 5 日 广东工业大学课程设计任务书广东工业大学课程设计任务书 题目名称 106KW 水冷式冷凝器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 热能与动力工程 制冷 0901 班 姓 名 陈桂福 学 号3109007330 一、课程设计的内容 设计一台冷库用冷凝器。冷凝器热负荷=106KW，冷凝温度40，制 k Q k t 冷剂为 R22。冷却水进出口温度分别为：进口温度32，出口温度 2 t 36。 2 t 二、课程设计的要求与数据 1）学生在教师指导下独立完成设计。 2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。 3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标 注规范，用计算机绘图。 4）说明书要求： 文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。 格式要求： （1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文， 包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及 阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；心得体会 等；（6）参考文献 三、课程设计应完成的工作 1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书 1 份； 2）绘制换热器的装配图 1 张，拆画零件图 12 张。 四、课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1 学生分组；布置任务；根据设计任务收集有关 的原始资料，并选定热交换器的型式等。指定教室 6.25-6.25 2 进行换热器设计计算（包括传热计算、结构计 算、流动阻力计算和强度计算等）宿舍 6.26-6.29 3 编写设计说明书（严格按照广东工业大学课程 设计说明书撰写规范编写）宿舍 6.30-7.1 4 绘制换热器装配图 1 张；拆画零件图 12 张宿舍 7.2-7.4 5 设计答辩及成绩评定指定教室 7.5-7.6 五、应收集的资料及主要参考文献 1 吴业正. 制冷原理及设备（第 2 版）M. 西安：西安交通大学出版社, 1998. 2 吴业正.小型制冷装置设计指导M.北京：机械工业出版社,1999. 3 史美中,王中铮.热交换器原理与设计M.南京：东南大学出版社，2003. 4 余建祖.换热器原理与设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2006. 5 杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）M. 北京：高等教育出版社，2006. 6 中华人民共和国国家标准管壳式换热器（GB1511999）. 7 其它设计资料：包括各种换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设备 手册、制冷机工艺等相关资料. 发出任务书日期：2012 年 6 月 25 日 指导教师签名： 计划完成日期： 2012 年 7 月 6 日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 设设 计计 总总 说说 明明 本课程设计是设计一个热负荷为 106kW 的水冷式管壳冷凝器。本课程设计 是在给定冷凝器换热量Qk=106KW，制冷剂为 R22，冷凝温度40，冷却水 k t 进口温度32，冷却水出口温度36，假定蒸发温度、制冷 2 t 2 t 0 15tC 剂过热度为的条件下进行设计的。5 r tC 整个设计过程主要包括传热设计计算、水的流动阻力计算、结构设计计算、 配件选择及主要配件的强度校核，同时结合整体设备运行原理，对该水冷式管 壳冷凝器各性能参数进行校正。本次设计先从传热设计计算着手，先根据热力 循环对系统进行热力计算，同时采用假定热流密度及试凑法进行计算以确定较 好的工作点，其中传热设计计算与结构设计计算相互交叉进行，接着计算水的 流动阻力以及零部件的选取，最后进行强度计算与强度校核。设计内容包括了 换热管的布置排列，换热管和流程数、管长、壳体、端盖、法兰、螺栓和垫片 等的选取。 经过设计计算，可以知道壳管式冷凝器的换热面积为F0=18.23m2、流程数 N=2，总管数NZ=68 根，有效单管长l=1.87m，制冷剂蒸汽进口管径422.5， 制冷剂液体出口管径423.0，冷却水进出口管径为1084.0，水泵最小功率为 Pe=1344.0KW。 通过本次的设计，得到了一个较合理的水冷式管壳冷凝器。 关键词关键词：冷凝器 管壳式 热交换器 课程设计 目目 录录 一、冷凝器热力、结构计算一、冷凝器热力、结构计算.1 1 1.1 冷凝器的传热循环的确定 .1 1.2 冷却水流量和平均传热温差的确定 .2 vs q m T 1.3 换热管的选型 .3 1.4 估算换热管总长 .3 1.5 确定每流程管数 Z、有效单管长 及流程数 N .3 l 1.6 传热管的布置排列及主体结构 .4 1.7 传热计算及所需传热面积确定 .5 二、冷却水侧阻力计算二、冷却水侧阻力计算.8 8 三、冷凝器的配件及其强度校核三、冷凝器的配件及其强度校核.9 9 3.1 连接管管径计算 .9 3.2 防冲板 .10 3.3 壳体 .10 3.4 管板 .11 3.5 端盖 .11 3.6 支座 .12 3.7 支撑板 .13 3.8 拉杆 .13 3.9 法兰类选择 .13 3.10 垫片 .16 3.11 螺栓 .17 3.12 分程隔板 .19 四、心得体会四、心得体会.1919 五、主要参考文献五、主要参考文献.2020 1 一、冷凝器热力、结构计算一、冷凝器热力、结构计算 1.11.1 冷凝器的传热循环的确定冷凝器的传热循环的确定 根 据冷库 的实际 工作工 况：取蒸 发温度 0 15tC ，过 热度 ，即吸入温度，冷凝器出口温度。5 r tC 1 10tC 4 40 k ttC 查 冷库制冷设计手册第 441 页图 6-7， R22 在压缩过程指示功率 i=0.78 查 R22 压焓图得 h1=405kJ/kg, h2=443kJ/kg, h3=418kJ/kg, h4=250kJ/kg, 4=0.88610-3m3/kg, 2s=0.02m3/kg wt=h2-h1=(443-405)kJ/kg=38kJ/kg 38 48.7/ 0.78 t j i w wkJ kg 21 (40548.7)453.7 si hhwkJ kgkJ kg 0 2 24 R80 106 0.520 453.7250 s k mo s tC Q qkg s hh 再查22压焓图得 2 1.21.2 冷却水流量冷却水流量和平均传热温差和平均传热温差的确定的确定 vs q m T 1.2.11.2.1 冷却水流量冷却水流量确定确定 vs q 冷却水进出口温度, , 平均温度，由水的物Ct 32 22 36tC Ctm 34 性表可得: 3 994.3/kg m4174/() p cJkg K 62 0.7466 10/ms 2 62.48 10/()Wm K 则所需水量 3 22 /()0.006385/ vskp qQcttms 1.2.21.2.2 平均传热温差平均传热温差的确定的确定 m T 由能量平衡，有 23 32 () mos pvs qhh tt c q 0.520 (453.7418) 3635.3 4.179 994.3 0.003915 oC 各段对数平均温差 （1）段： 32 1 2 3 6.20 ln o m k k tt tC tt tt 3 （2）段： 223 2 22 3 ()() 17.57 ln o sk m s k tttt tC tt tt 整个过程的平均温差（积分平均温差） 25 3423 12 7.0 o s m s mm hh tC hhhh tt 1.31.3 换热管的选型换热管的选型 根据小型制冷装置设计指导第71页表3-4，选用2号滚轧低翅片管为传 热管,有关结构参数为: 11 i dmm16 t dmm0.35 t mm13 b dmm1.5 f smm 单位管长的各换热面积计算如下: 22 222222 22 /0.016 0.00035/0.0015/0.0117/ ()/(2)(0.0160.013 )/(2 0.0015)/0.0911/ ()/0.013 (0.00150.00035)/0.0015/0.031/ 0.0 f dttf ftbf bbft ii adsmmmm addsmmmm adssmmmm ad 翅顶面积 翅侧面积 翅间管面面积 22 22 11/0.0346/ (0.01170.0911 0.031)/0.134/ ofdfb mmmm aaaammmm 管外总面积 1.41.4 估算传热管总长估算传热管总长 假定按管外面积计算的热流密度. 则应布置传热面积 2 5800/ o qWm 22 /106000/580018.28 ko FQqmm 应布置的有效总管长 F /18.28/0.134136.41 oof Lamm 1.51.5 确定每流程管数确定每流程管数 Z Z、有效单管长、有效单管长 及流程数及流程数 N N l 冷却水进出口温度, , 平均温度，由水的物Ct 32 2 2 36tCCtm 34 性表可得: 3 994.3/kg m4174/() p cJkg k 62 0.7466 10/ms 2 62.48 10/()Wm k 4 则所需水量 3 22 /()0.006385/ vskp qQcttms 根据热交换器原理及设计第 294 页及小型制冷装置设计指导第 68 页表 3-2 有关年运行小时的规定：初选冷却水流速度,则每流程管数2/um s 2 4/33.59 vi Zqd u根 取整数 Z=34 根，即实际水流。 22 44 0.006385 1.98m/s 0.01134 vs i q u d z 对流程数 N, 总根数 NZ, 有效单管长 ,壳体内径及长径比进行组合 l i D/ i l D 计算,组合计算结果如表1所示: 流程数 N总根数 NZ有效单管长/ l m 壳内径/ i Dm长径比/ i l D 2682.010.2169.31 41361.000.2803.57 表1 其中壳体内径的选择根据冷库制冷设计手册第 606 页对壳体的规格进 行选择。 分析上面的组合计算结果,由热交换器原理及设计第 54 页规定， 对壳体的长径比一般在 4-25 之间,通常为 6-10，故选择 2 流程作为冷凝器结构 设计依据。 1.61.6 传热管的布置排列及主体结构传热管的布置排列及主体结构 现采用管子成正三角形的布置方案，根据热交换器原理及设计第 45 页 表 2.3 换热管中心距的规定，选管距、分程板两侧相邻管中心距22smm mm。为使传热管排列有序及左右对称,共布置 68 根管, 则每流程平均管35 E l 数 Z=34 根， 传热管的布置排列如图（1）所示: 5 图（1） 1.71.7 传热计算及所需传热面积确定传热计算及所需传热面积确定 1.7.11.7.1 水侧表面传热系数计算水侧表面传热系数计算 从水物性表及小型制冷装置设计指导第 78 页表 3-12 知: 水在时,运动粘度 0 34 C m t 62 0.7466 10/ms 物性集合系数1395.623.262186.44 m Bt 雷诺数, 即水在管内的流动状态 4 6 1.98 0.011 Re/29172.210 0.7466 10 i ud 为湍流, 则由小型制冷装置设计指导第 78 页式(3-5): 水侧表面传热系数 0.80.8 2 0.20.2 2186.44 1.98 9306.6/() 0.011 wi i u aBWmK d 1.7.21.7.2 氟利昂冷凝表面传热系数计算氟利昂冷凝表面传热系数计算 由上面图（1）的传热管的布置方式，在垂直方向上，每列管数分别为 2、2、2、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、2、2、2。由小型 制冷装置设计指导第 77 页式(3-4)计算管排修正系数: 6 1 0.8330.8330.833 212 0.8330.833 ()/() (6 214 4)/680.811 nzz nnnnnn 根据所选管型,低翅片管传热增强系数由小型制冷装置设计指导第 77 页式(3-2)计算，其中环翅当量高度 2222 ()/ 4(1613 )/(4 16)4.27 tbt hdddmmmm 增强系数 0.25 0.25 /1.1()(/)/ 0.031/0.134 1.1 (0.01170.0911)(13/ 4.27)/0.1341.346 bofdfbof aaaadha 由小型制冷装置设计指导第 76 页表 3-11, R22 在冷凝温度 40,1447.1 k tC B 由小型制冷装置设计指导第 76 页式(3-1)计算氟利昂侧冷凝表面传热 系数 0.250.25 0.250.25 0.252 0.725() 0.725 1447.1 0.0131.346 0.811 () 3391.7/() kobnkwo kwo o aBdtt tt WmK 其中(是管处壁面温度) okwo tt wo t 1.7.31.7.3 传热系数传热系数 o K 传热过程分成两部分：第一部分是热量经过制冷剂的传热过程，其传热温 差为；第二部分是热量经过管外污垢层、管壁、管内污垢层以及冷 okwo tt 却水的传热过程，其传热温差 (其中是管外污7.0 iwommoo tttt wo t 垢外壁面的温度)。 由热交换器原理与设计第 292 页附表 C 得: 水侧污垢系数 2 0.000086()/ i rmKW 忽略氟利昂侧油膜热阻，由小型制冷装置设计指导第 78 页式(3-6)和 式(3-7)计算热流密度(单位为)q 2 /Wm 第一部分的热流密度 0.75 1 3391.7 kooo qa 7 第二部分的热流密度 2 7.0 1 () 7.0 1310.4 (7.0) 10.1340.00150.134 (0.000086) 9306.60.03463930.0368 o ofof i wiimo o o q aa r aaa (其中是低翅片管翅管壁厚度, 是紫铜管热导率,取, 393/()Wm K 是低翅片管每米管长翅根管面平均面积, 即) m a()/ 2 mib add 因为传热是串联，则有。选取不同的(单位为)进行试凑,计算 12 qq o C 结果如表2所示: / o c 1 q 2 q 2.15916.76421.0 2.26126.86289.9 2.36334.56158.8 表2 当时, 与误差只为 2.66%，小于 3%，符合要求。此时2.2 o C 1 q 2 q ，取,(402.2)37.8 woko ttCC 22 21 6208.4/5800/ 2 o qq qWmWm 与前面假定的只相差 6.58 % 15%，符合要求。 2 5800/Wm 传热系数： 2 6208.4 886.9/() 7.0 o o m q KWmK t 1.7.41.7.4 传热面积传热面积与有效管长与有效管长 确定确定 of F l 计算实际所需传热面积: 222 /106000/6208.417.0718.28 ofkoo FQqmmFm 初步结果设计中所需要的冷凝传热面积较传热计算传热面积大 7.1%， 2 18.28m 可作为冷凝传热面积富裕量。即初步结构设计所布置的冷凝传热面积能够满足 8 负荷的供热要求，表明假设是可取的。 管子的有效长度 17.07 1.87 0.134 68 of fo F lm a N 适当增加长度，根据热交换器原理与设计第 54 页推荐的换热管长度， 选取传热管有效单管长。2.0lm 则实际布置管外冷凝传热面积，较传热计 22 68 0.134 2.018.23Fmm 算所需传热面积大 6.8%，冷凝传热面积有足够的富裕量。 二、冷却水侧阻力计算二、冷却水侧阻力计算 根据制冷原理与设备P227 公式(9-78)得： 水的沿程阻力系数 0.250.25 0.31640.3164 0.0247 Re29172.2 冷却水的流动阻力 2 2 1 1.5(1) 2 12.0 994.3 1.980.0247 21.5(2 1)26276.4 20.011 t i l puNN d Pa （其中 是左右两管板外侧端面间的距离,此处 =2.0m） t l t l 考虑到外部管路损失，冷却水泵总压头约为 0.1(0.1 0.0262764)0.1263ppMPaMPa 取离心水泵的效率，则水泵所需的功率为：0.6 水泵所需的功率 36 6.385 100.1263 10 1344.0 0.6 vs qP PeW 9 三、冷凝器的配件及其强度校核三、冷凝器的配件及其强度校核 3.13.1 连接管管径计算连接管管径计算 3.1.13.1.1 冷却水进出口连接管冷却水进出口连接管 冷却水的流量，根据小型制冷装置设计指导第 75 33 6.385 10/ vs qms 页关于进出水管冷却水流速的规定，取冷却水流速度，故冷却水进1.0/um s 出口连接管的直径。 3 44 6.385 10 90.2 3.14 1.0 vs i q dmm u 查 冷库制冷设计手册第 604 页得，选取无缝钢管，内径为108 4.0 100mm。 3.1.23.1.2 制冷剂连接管制冷剂连接管 根据传热循环查 R22 的图（见上面“系统循环图” ）得：lgPh 冷凝器入口， 2 453.7/ s hkJ kg 3 2 0.02/ s mkg 冷凝器出口， 4 250/hkJ kg 33 4 0.886 10/mkg 制冷剂的质量流量 25 106 0.5201 453.7250 k mo s Q qkg s hh 制冷剂蒸气的体积流量 23 22 0.5201 0.021.04 10/ v smos qqms 制冷剂液体的体积流量 343 55 0.5201 0.886 104.61 10/ vmo qqms 根据小型制冷装置设计指导第 75 页规定：初取蒸气气流速度 ，则进气接管的内径： 2 14/um s 2 2 2 2 44 1.04 10 30.75 3.14 14 v s i q dmm u 查冷库制冷设计手册第 603 页，选取无缝钢管，内径42 2.5 2 37 i dmm 10 则实际蒸气气流速度 2 2 2 2 4 9.67/ v s i q um s d 此时，根据 22222 222 2 11 9.674675/()5950/() 0.02 s s uukgm skgm s GB151-1999管壳式换热器第 78 页 5.11.3 的规定，选择符合要求。 根据小型制冷装置设计指导第 75 页规定：初选制冷剂液体速度 ，则出液管的内径： 4 0.5/um s 4 4 4 4 44 4.61 10 34.3 3.14 0.5 v i q dmm u 查冷库制冷设计手册得，选取无缝钢管，内径42 3.0 4 36 i dmm 则实际制冷剂液体流速 4 4 2 4 4 0.453/ v i q um s d 此时， 22222 444 4 11 0.453231.6/()5950/() 0.000886 uukgm skgm s 根据 GB151-1999管壳式换热器第 78 页 5.11.3 的规定，选择符合要求。 3.23.2 防冲板防冲板 根据热交换器原理与设计第 53 页及 GB151-1999管壳式换热器第 78 页 5.11.2.1 的关于安装防冲板的要求，因氟利昂蒸气进口处 ，故需安装防 22222 222 2 11 9.674675/()2230/() 0.02 s s uukgm skgm s 冲板。 根据GB151-1999管壳式换热器第78页5.11.4规定，取厚度为3mm的不锈 钢作为防冲板，规格为：，直接焊与拉杆上。9292aammmm 3.33.3 壳体壳体 根据先前设计布管情况，由冷库制冷设计手册第605页无缝钢管规格, 选择用的无缝钢2737.0(259, io mmmmDmm内径外径D =273m m , 厚度s=7. 0m m ) 管作为壳体材料。 11 3.43.4 管板管板 根据 GB151-1999管壳式换热器第 29 页图 18，选用 e 型管板。为达密 封效果，管子与管板连接采用胀接法。 选择管板兼做法兰, 根据制冷机工艺第 111 页表 6-6，查得与管子连 接方式有关的系数，与管板兼做法兰有关的系数。 1 1.15f 2 1.30f 由制冷机工艺P111 经验公式(6-4)得管板厚度: 12 (170.0083)1.15 1.30 (170.0083 259)28.6 i tffDmmmm 实际可取 t=30mm 3.53.5 端盖端盖 根据制冷机工艺第 112 页关于封头的规定（结构如下图）： 259 7,259,64.75, 44 64.75771.75,10%0.10 25925.9 i i oii D Smm Rmm hmmmm hhSmm LDmm 选用 12 3.63.6 支座支座 3.6.13.6.1 支座选型支座选型 根据小型制冷装置设计指导第 75 页，选用如下支座（相关尺寸如下） 。 查表 3-9 得，160,240.Kmm Lmm 3.6.23.6.2 支座定位：支座定位： 根据 GB151-1999管壳式换热器第 89 页 5.20.1 的规定： 13 取。1000,500( BCC Lmm LLmm 其中L=2000m m ) 3.73.7 支撑板支撑板 由换热管长 l=2m 得，需安装至少一块支持板（根据热交换器原理与设计 第 50 页表 2.5，对换热管外径为 16mm 的最大无支撑跨距是 1100mm，故需至少 一块支撑板） ，考虑到 GB151-1999管壳式换热器第 75 页 5.9.5.1 关于支撑 板安装的需求，取 4 块支撑板缺口左右方向交替排列均匀布置，此时换热管无 支撑跨距为 400mm。根据热交换器原理与设计第 51 页表 2.6：取支撑板厚 度为 6mm，直接焊接在拉杆上。 3.83.8 拉杆拉杆 根据 GB151-1999管壳式换热器第 77 页 5.10.2 表 43、表 44，拉杆直 径为 12mm，考虑到支撑板的固定与布置，取杆数为 5 根(布置如上图（1）所示)。 3.93.9 法兰类选择法兰类选择 3.9.13.9.1 连接管法兰连接管法兰 根据 GB/T 9119-2000 第 2 页 5.3.2 的规定（结构如下） ，由上面连接管外 径与工作压力（管程设计工作压力为 0.4MPa，壳程设计工作压力为 1.6MPa）查 第 4 页表 2 及第 6 页表 4 及第 8 页表 6 得： 14 冷却水进出口连接管法兰（A=108mm）： 4,170,210,18,110,18,2,144.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm dmm 制冷剂进气连接管法兰（A=42mm）： 4,100,130,14,46,16,2,78.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm dmm 制冷剂出液连接管法兰（A=42mm）： 4,100,130,14,46,16,2,78.nKmm Dmm Lmm Bmm Cmm fmm dmm 3.9.23.9.2 管板法兰管板法兰 根据 GB150-1998钢制压力容器第 97 页表 9-3 及 GB151-1999管壳式 换热器第 144 页图 G1 的规定：管板兼做法兰,取，24 A Lmm18 e Lmm 15 法兰外径() 2273(24 187) 2371 foAe DDLLsmm 法兰厚度3 2303 224 f tmm 螺栓所在圆的直径22732247335 aoA DDLsmm （）（） 螺栓所在圆周长3.14 3351052.43 aa CDmmmm 3.9.33.9.3 端盖法兰端盖法兰 根据 JB/T4702-2000 规定，选用平密封面型平焊法兰（结构如下）： 16 3.103.10 垫片垫片 3.10.13.10.1 材料的选取材料的选取 根据 GB151-1999管壳式换热器第 147 页表 H1 的规定，垫片的材料可 选 XB-200 橡胶石棉板，再根据 GB150-1998钢制压力容器第 95 页表 9-2， 取厚度，得垫片系数，比压力。再根据以上法1.5mm2.75m 25.5yMPa 兰的结构，由 GB150-1998钢制压力容器第 93 页表 9-1，选 1a 型压紧面。 本次设计壳体内径 Di=259mm700mm，取垫片宽度 N=20mm。根据 GB150- 1998钢制压力容器第 96 页 9.5.1.1 得：垫片基本密封宽度 。106.4 2 o N bmmmm 垫片的有效密封宽度 2.532.53108.00 o bbmmmm 3.10.23.10.2 垫片压紧力作用中心圆直径垫片压紧力作用中心圆直径 因为，取垫片接触面外径，根据106.4 2 o N bmmmm309 fo Dmm 17 GB150-1998钢制压力容器第 96 页 9.5.1.2，垫片压紧力作用中心圆直径即 垫片接触面外径减去 2b，即23092 8.00293 Gfo DDbmm 3.10.33.10.3 所需要的最小压紧力所需要的最小压紧力 根据 GB150-1998钢制压力容器第 96 页式（9-1）及（9-2）得 A）预紧状态下所需要的最小压紧力 3.143.14 293 8.00 25.5187684 GG FD byN B）操作状态下所需要的最小压紧力 (其中)1.6 c pMPa为冷凝压力 6.286.28 293 8.00 2.75 1.664769 PGc FD bmpN 3.10.43.10.4 垫片宽度校核垫片宽度校核 垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用，可能因压紧过度而失去密封 性能，为此垫片须有足够的宽度。 min N 根据后面所选螺栓的计算, 常温下35号钢的，螺 315 105 3 s b MPa S 栓实际面积: 。 2 2405.29 b Amm 6 min 6 2405.29 105 10 5.3820 6.286.28 293 25.5 10 bb G A NmmmmNmm D y 故所选的垫片宽度符合要求。 3.113.11 螺栓螺栓 3.11.13.11.1 螺栓的选取螺栓的选取 根据机械设计基础课程设计指导书第 110 页表 11.6,选取螺栓 GB/T5780-2000,由机械设计基础第 137 页表 10-1 得:小径16 80M ，根据 GB150-1998钢制压力容器第 25 页表 4-7，螺栓材料13.835 i dmm 18 选用 35 号钢。 3.11.23.11.2 螺栓的布置螺栓的布置 根据 GB150-1998钢制压力容器第 97 页式（9-3）得：螺栓的最大间距 max 6 6 24 22 1676.31 0.52.750.5 f Ldmm m 由 GB150-1998钢制压力容器第 97 页表 9-3 可知螺栓的最小间距 min38Lmm 由此可取螺栓间距。由前面可知螺栓所在圆的周长60Lmm ，故所需的螺栓数最少，为了便于布置1052.43 a Cmm 1052.43 17.54 60 n 个 螺栓,取 n=18。 3.11.33.11.3 螺栓载荷螺栓载荷 根据 GB150-1998钢制压力容器第 97 页式（9-4）及（9-5）得 A) 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 6 3.143.14 0.293 0.008 25.5 10187684 aG WD byN B) 操作状态下需要的最小螺栓载荷 2 266 0.7856.28 0.785 0.2931.6 106.28 0.293 0.008 2.75 1.6 10 172596 PPGcGc WFFDpD bmp N 3.11.43.11.4 螺栓面积螺栓面积 根据GB150-1998钢制压力容器第25页表4-7，常温下35号钢M16螺栓材 料的， ，设计温度下螺栓的许用应力， 530 b MPa315 sa MP 105 t b MPa 据机械设计基础第148页表10-6，取安全系数， 3S 。 315 105 3 s b MPa S 根据GB150-1998钢制压力容器第97页式（9-6）及（9-7）得： 19 A) 预紧状态下需要的最小螺栓面积 2 187684 1787.47 105 a a b W Amm B) 操作状态下需要的最小螺栓面积 2 172596 1643.77 105 P P t b W Amm 需要的螺栓面积 2 max(,)1787.47 mapa AA AAmm 实际螺栓面积 ，符合要 2222 11 16163.14 13.8352405.291787.47 44 bi Admmmm 求。 3.11.53.11.5 螺栓设计载荷螺栓设计载荷 根据GB150-1998钢制压力容器第97页式（9-8）及（9-9）得 A)预紧状态螺栓设计载荷 1 (2405.29 1787.47) 105220119.9 22 t mb b AA WN B)操作状态螺栓设计载荷 p WW 3.123.12 分程隔板分程隔板 根据GB151-1999管壳式换热器第28页5.6.6.2的规定，取分程隔板槽深4mm、宽 12mm；由GB151-1999管壳式换热器第20页表6规定，分程隔板厚度选。 10mm 四、心得体会四、心得体会 经过两周的课程设计学习，个人感觉较好完成此次课程设计的要求。在这过 程中，感触良多，受益匪浅。总结如下: 一、学习能力、团结精神、提高效率，重中之重。此次课程设计,面对几个 数据,能够做出 N 种组合,但每种组合是否合适与实用,得用实际结果来证明,在这 N 种组合之中找到一个最佳的结合点。这就是课程设计的难题所在。在这个过程 之中,需查的资料很多,这就需要对并资料进行整合,这对于分析问题、解决问题 的能力有很大的提高。加之,课程设计的时间有限,一个人在两周的时间内是很难 20 独立完成的,得与同学一起学习、一起讨论、研究,这对团队精神有很大的提高, 学会如何与别人交流,听取别人的意见,与自己的观点进行整合,提高学习效率。 二、凡事没有困难与容易之分，关键是我们的态度。在刚开始接触这个设计 师，以为应该不是很难,因为之前有进行过课程设计，加上自己的努力，都以为 很快就能解决。但经过实际设计时才发现，原来每一个零件，每一个小垫片等都 有它的规格,都得按标准来做,而且特别是刚开始在试凑的过程，是非常痛苦与令 人心烦的，但是自己知道只有坚持才胜利。这次课程设计,可说是一次很好的实 战经验,也让我深深明白:无论是事大事小，都要认真应对，细心思考,不能想当 然,当出现多种选择与心烦时,要理性,保持良好的心态,运用所有资源细心对比, 才能得到最理想的设计方案。 三、这次课程设计绘图老师提倡运用 AUOTOCAD，确实在现在社会，计算机 能力也成为我们必不可少的部分了，经过此次的运用，提高了个人用计算机绘图 的能力,这对于以后的毕业设计和就业上了很好的一课,当我发现我对那部分