CB/T 3961-2004 Method of design for marine heat exchanger.
1范围
CB/T 3961规定了船用滑油冷却器、淡水冷却器、蒸汽冷凝器、燃油加热器、滑油加热器、淡水加热器(以下简称热交换器)的强度计算和热工计算方法。
CB/T 3961适用于设计压力不大于3.0 MPa， 介质温度不超过250C的壳管式热交换器。
2强度计算
2.1热交换器材料许用应力
热交换器用的材料的许用应力[σ ]按公式(1)、公式(2)计算并取其中较小值，而铸钢的许用应力分别取公式(1)、公式(2)计算结果的80%。
a)金属温度不高 于50C时:
式中:
δ_- -圆简最小计算厚度的数值，单位为毫米(mm);
P--设计压力的数值，单位为兆帕(MPa);
D---圆简内径的数值，单位为毫米(mm); .
[ o]--- -圆简材料许用应力的数值，单位为兆帕(MPa);
φ一焊缝系数。.
焊缝系数φ取值规定如下:
a)双面焊或相当 于双面焊的对接焊缝，若100%进行射线无损检验，中取1. 0,若进行局部射线无损检验，则中取0. 85;
b)单面焊的对 接焊缝若100%进行射线无损检验，φ取0.9,若局部进行射线无损检验，则取0.8;
c) 焊缝若不进行射线无损检验，?取0. 6.
2.3热交换 器封头
2.3. 1热交换器椭圆形封头、扁球形封头见图1、图2，其最小厚度按公式(5) 计算:

ICS47.020.50
备家号：13316-2004
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中华人民共和国船舶行业标准
CB/T3961—2004
船用热交换器设计计算方法
Method of design for marine heat exchanger2004—02—16发布
国防科学技术工业委员会发布
2004--06—01实施
1范学
2品度计等
2.1热空换器材料诈用虚方
2.2热变换器图商厚度
2.3热换类封头
2.1热交换等管板
2. 52膨胀节
2.好换热管的最小厅
2.7换热管登曲防加余平计势
2.5换热离蚀余垒
3热工斗算、
.1换热面积
3.2热交免器换热送
3.3对数平均划温差的计算
H.4总传热系数
CB/T3961—2004
C/T：3961-2004
本标准由中三助工业朱因公司提出：前言
木标准由中国船航业综介技术经法研法院归口本标胜起营单位：广国册舶工业综合技术经济矿究院，营！船拍辅机厂，湖止登峰按热器设份有限公司、南谨吉达热机域有限公司、营口船检局。本标泽主要起卓人：刘十文，冲崇欣、徐敢辉、欲健、刘祥
1范围
船用热变换器设计计算方法
CB/T 3961—200
木标性视定了船油滑汕冷部器、淡水冷虹器、蒸汽冷漆，燃汕加热器，滑汇加热器、毯水加热器（以下简称热交换需）的强度计节和效工证原名法，本标准适小设计压力小大丁3.0，个见温度不超0的充管出热交换器2强度计算
2.1热交换器材料件用应力
热交换器用的材料的许片应方，按公式（1）、公式（2）计弹并取真广较小伯，而等利的许用应为分别取公式（1！、公式（2）让算结米的的%。）金属度六成十50时：
10!- a2.T
teJ= e/l.5
金属没度，50Cu！
1+]= 0./2 .7
式中：
一传料在环境温度上拉典表的数值：单控为兆帕（Pa）：，-，材科环境温岛下用照点的数值，单检为非品（Pa：，一女料生设计温度下后服点以规定业比例伸长应力的数值：单位为兆（期a）：连改计度上单均破的数值，单位为兆！c）该说材料的许用应力，为/b
2.2热交换器图商度
热交换器实商享发投公式（3）计算，帜材外量小厚启还成避思公式（4）。203-
623-8/1500
为一：-回简最小计算序度的数值，单位为惑炎（血；产一一没计正小的数值，单位为兆的（HPa)：点一-例的径的数值。尊位为准米mm)「1—--圈村料许用应力的数，单位为兆帕（MP：一埠亲敏
品经系数的取值赶定如下：
，双回没相当丁双山焊的对接捍缝，100%决行射线本始俊验，办收1.，若进行局部射线无提格将，则@取0.S5：
单面煤的对接缝片10达行时线元损捡照：净取！.9若局谢射线无据检验，则@取08：h
CB/T3961—2004
）焊继者不进行射线无损检验，养.心：2.3热交频器封头
2.3.1交乘器抵质形封头、属球形封头见图1、图2，英爱小还追接公式（）计算图1
式中：
5一时头吸小片度的激值，单位为毫米（：-，：y
封买形以系数，
设计压力的数宜：单位为兆陷《Pa）；时头死径的款值，单位（
。材料许用度力的数伯，拉为兆Pu）图2
封形状系数核多3选收，对去孔封实，般摄/和用位有维内选胶：×开孔而本加弱的封头根据佳H/信载组内选收，其中：为封最于孔直径（衡国孔按长辅算）：.3
2.3.2热交换器半过头（水室：见图4，式最小再法下瓦要求计算3
）圆形平封头最小浮度该公试(6)计算：8=o
武中：
6一头最小序度的数伯，些位为录米（mm)：一计等系数：
一一简牛计算直径的数值，单情为管米（mm）：F
-设计压力的数省、单位为兆消（P）：[1-
一材类许用应力的数整值：总位为兆怕（Ma）汗卓系数按表1选联。
封头形
1 图 1 :
10 = 5. 25
(/T3961-2004
.T8ren
计学微心
CB/T3981—2004
矩形平封头整小孕度接公式)、公式（8）计算：ta/
式中：
封头当过克径的数，单位为适米（…）矩形头的短边的效值，单位为毫米（）；h
形判头吃长戏的数镇、单位为旁米（mm）：一一封头最小厚度的数值，单位为亲※（mm）：计算系效：免费标准下载网bzxz
P一设计压方的数值，单位为兆归（a）：「一-材料科许用或力的数消，单位为兆帕（a）。计算系数C接表2选取。
网: )、图4
2.4热究换需管板
势交换整管帜的受小学核公式约)计算，1形管超交换器管板的报心厚密公式（10）计党，但所管板厚度不小
S=2// f td-0.7
8=.4100.4/1025-0.75
咨校层小尽度的数值，些位为米（吧）！P
设业力的数值（取管，竞程设计压小较人道），单位为法怕（P）外管列的节中心径同所客的教，单性为毫米（）：两管孔中心所高的激值：单位为变述（）：材料抗拉范度的数佰：单立为兆性（MPa）：自径的数信，单安为米（）
，些片压紫力作川中心图方经的数值单位为变来（）：oj-
一管板材制江用应力效值：阜拉为兆够（邓）：2.5只胖版节
2.司10彬股节最小厚应故公式（11：、公式（12）计算，并职具言较大值。8,-PP/ (2 / n 13 T-0. 75
5:=PR 动1 [](02]+0,7
术中：
节没小这的数试，卓位为米（）：9
P一一设计压方的数值，单位为兆帕（MPa）：R
一彭服节无缝管平均半径的数值单你为老米（）：『材料许用应为的数值，单资及兆（）一些服节支心直径的数信，单位为亲米（咖）2.5.30腾试疲劳寿命计算接公选[13计算：V =(15H47. HT/(U,-268))2.8)
式中：
M一口形照节病劳持的数值，单位为次：T-—-温度您正系数：
-疲劳组合应，单立为兆些（[a）。2.5.3温应修止系数的计第按下列要求。CB/T 3961—2004
a）9膨非节在变治下山热膨服产生循环位移时，儿修止系数接公式（14）计算：2- (n±ta) /(20=)
式中：
变温下声热影胀产生循环位移时的像止系费；低温度下材划的抗拉弹度，单位为北怕（MP）商湿度下材料的垃照度，单位为兆（）。-(14)
b）0跨账节在恒温下山机掘款莅产上循环位移对，其修正系盈接公式（15）计常，T-TH ou
武中：
恒温下日机械截有“生循坏实移时的汽度修汇系数ok
低温度村料的抗放强度，单位为兆（a）：一高温度十材料的抗拉强度，单位为非怕（）。彩服共遗劳组仓应接公（16），公式（[7），公式（8），公式（15）让葬25.4
7:PRD-A/(5(D-2R)
Fep,/元
a:Fe P,S/1.82nR:
内玉弘的径同薄膜成六，阜位性（）：产一偿计压力的整值，单位为非帕（Ma）：尺-一-膨胀中无醛管平均二径的数值，单位为常米（.）2：节中心直径的数值，单位为学米（m）：5—-将脏节常度的数使，单位为实水（mm）：O:
位移引起的经向游膜应女，单位为兆性P：-影胀节在设计温度下单性模益的数值：单空为注单（制-隧胀“钟问位移约做值，单位为享米（）：—能正累数：
8。 -修上系数;
一位移引起的径弯曲应，单位为兆将（P：12 +
癌劳统合应方，单拉为兆朝（a）。修生系数8，：的及值贝图5：
（19)
0B/T3961—2004
2.5.5医5守累数C按公式（20）计节：式中：
一形网环无降半径的值，单使为毫米（），..一2形刷环产后的中心径的值，单位为毫米（m）：s
考患减血修正的学信，单位为虽米（mm），一股可取 0. 30~0. 95) 6。
2.6换热管的最小壁厚
换热管的度小壁序接公式（21）计算：5=pD/ (a..p) .n ...
武宁：
·携球管是小能写的数范：单位为至米（）：P。.-设-升力的数位，单为兆MPa）n
一换热管外径的数位，单位为是米（~）材料用的数道，单位非（HF）：一变类加余率的数何：单位为学米（…）：芮证其的数估，单益为变大（）：2.7换热管弯典阅加余量计算
学附点余品的数值成不小于按公式《22）计弃值：6
中附加余量的蓝倍，毕立为享义（=）：D一换热外径的效值，单位为毫米（面）：[。』许而应数，单位为逃（a】一管子乎均的数，单位为兴()；段认正动的数，单位为兆怕（阳，2.B.换热蓄腐蚀余至
换热管满迹杂工的数值依下列要求：)钜管为1. :
h销、黄和综含年低于0%的试镍合余为0.8产镍含量人十10%的调课合金内1.与mml：c
）钛及钛合金为零。
3热工计算
换热面积
热交换器的换热面积按公式「23）计算：共，
预面积的数值，单位为半方米（）：一长热量的效值，单位为瓦（）：A
一热交夜器对款平均差的数值，单位为圾度（汇）要一温息修累数，一般应不小T-0.8；总化热数的数值，单位为瓦每平方米诺[度【（]。3.2热变换臀换热量
3.2.1滑波冷机器能换染节持公或24）计算：：
换热量的数，单位为记（w）：
报过流的值：单位为于费轻小时）AT
消泄诗出口温差的数估，单位为摄氏度（？滑注性温度下的比热数道，单位为瓦时每千克摄氏,[/（k32.2读水冷器的按势票接公式（5）计算：0=02
？：换热的教：单位为瓦（）：送水流星的道，读为千克每小时（）：A—
滋水法口湿荣的数假，单位为圾民度！之为游定生温度的比售，单拉次山克惜度）3.2.3凝需的换热量按式（26计算：Q-GA
武中：
”一夜热的龄值，单为丽（）
6：一汽流共的数值，单检为克群小时（k）CB/T 3961-2004
·(253
CB/T 3961—2004
蒸汽法出11燃值差的数值，单位为配时每千克（/k）。燃油热器的赖热型接公式（27）计算：Q=
式巾：
预热量的数使，单位为瓦（w）：G
燃油疏最的数值，单位为干克每小【kg/h;燃池进比温差的教信，单位为接应燃油定性温度下比热数值，年位为瓦时每千克最民安（记）13.2.4滑油加热器的换热量按分就（28）计：武中
一换热的载值，单位为孔（：
：河泊流量的效值，单笠为千点每小时（kg/h)：冷油进出口温差的数值，单位为摄氏度（C）燃油定性温度下的比热整值，单为瓦时每「克摸度[（k心）3.2.5换水加热密为换热型接公式（25）计算：=
热热量的数值，单守为w）：
淡求流量的数值：单位为千克每小时/)水进出口温差的数值，年位为摄民厚！下！液水走性温度下的比热数位，单拉为瓦时每干血摄天度w【gC13.2.6
空气冷却器的族热录技公式（30）计算-A
武中：
换热三范数伯，单位为（w：
空气流禁的数，羊位为克每心（ks/h）学气逃口始值花的数佳，单惊为可时每于点（州。3.3对平均温毒的计算
无相您的热变慢器的对龄平均温获按公式（31）计算：A = (AT:-AT) /3TA2)
一对数平均关的数消、单位为摄氏度（）：一强口渠券的效值：单位为报尺度（丫》，按图所示4T-端口提差的数值，单位为据天透（，核图功小，x
3.4总传热系数
AT:-Ti-t.
3.4.1总传热系数按公式（12）计算：1
1/a5/7G/A:+R/(A/A)
总转热系数的数他，单位为瓦乎米因政[（）1A...
管外给热案效的数值，典位为瓦性平方来圾度/（mC）一：换热管导热系数的数迫，单性为百每米漂氏度上W/（m心：]；多一：换热管壁厚瘦拍效值，单位为米（…）：告外与管内表面积之比的数值：4.7.4
活热组的数值，草位为米圾风度势系（）：普内给热系数的数值，单位火瓦排甲方米摄氏度（/m心）。3.4.2换热管外给热系数按公式（33）计募：prn /d
00-:.132 Ce*
报热管外给热系数的数值，单位为凡疫平方米摄风度[（它》1：—慢工系数的数值；
一·换热管外侧介质的声诺数值：一额热管外侧介质的告特效值：雷诺数的指数值：
一管外介质的导热累数的数值，单位为瓦付米授氏度[W（mC）一一换热管外径的数值，单位为需冰（）。修止系效C、雷诺数的指数值按表3递取：CB/T3961—2004
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