home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Piper's Pit BBS/FTP: ibm 0020 - 0029 / ibm0020-0029 / ibm0028.tar / ibm0028 / MCAD254.ZIP / MECH1 / MP_HETS.MCD < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1990-06-15  |  10.0 KB  |  537 lines
  1. .MCD 25000 0
  2. .CMD SURFACEFORMAT rot=10 tilt=35 vScale=20 size=15,30 hide=n
  3. .CMD SKETCHFORMAT mag=1.000000,1.000000 center=0.500000,0.500000 size=15,30 box=y
  4. .CMD PLOTFORMAT logs=0,0 subdivs=1,1 size=5,15 type=l
  5. .CMD FORMAT  rd=d ct=10 im=i et=3 zt=15 pr=3 mass length time temp
  6. .CMD SET ORIGIN 0
  7. .CMD SET TOL 0.001000000000000
  8. .CMD MARGIN 0
  9. .CMD LINELENGTH 78
  10. .CMD SET PRNCOLWIDTH 8
  11. .CMD SET PRNPRECISION 4
  12. .TXT 0 41 1 39 
  13. a1,38,61,37
  14. Copyright (c) 1990 by MathSoft, Inc.
  15. .TXT 1 -41 1 37 
  16. a1,36,78,35
  17. HEAT-EXCHANGER TUBESHEET THICKNESS
  18. .TXT 2 0 1 72 
  19. a1,71,78,70
  20. This document calculates the required thickness for fixed tubesheets.
  21. .TXT 2 0 2 78 
  22. a2,77,78,90
  23. Enter the tubesheet geometry, material properties and design pressures and 
  24. temperatures:
  25. .TXT 3 0 1 40 
  26. a1,39,78,38
  27. exchanger size and type: 60 - 240 CEN
  28. .TXT 2 0 1 33 
  29. a1,32,78,31
  30. tube material: SA - 249 - 316L
  31. .TXT 2 0 1 48 
  32. a1,47,78,46
  33. shell and tubesheet materials: SA - 240 - 316
  34. .TXT 2 0 1 36 
  35. a1,35,78,34
  36. Is that a CEN type? (0-no, 1-yes)
  37. .EQN 0 38 1 9 
  38. ty:1
  39. .TXT 2 -38 3 34 
  40. a3,33,78,80
  41. expansion joint factor 
  42. 0 - bellowed expansion joints 
  43. 1 - no expansion joint
  44. .EQN 0 38 1 9 
  45. JF:1
  46. .TXT 4 -38 2 39 
  47. a2,38,78,73
  48. tubesheet factor (TEMA F factor)   
  49. 1 - simply supported, 0.8 - clamped
  50. .EQN 0 38 1 14 
  51. Ffactor:1
  52. .TXT 3 19 1 20 
  53. a1,19,30,18
  54. Press [Ctrl-PgDn]
  55. .EQN 2 -34 4 15 
  56. Ps:650*lbf/in^2
  57. .TXT 1 -23 1 24 
  58. a1,23,78,22
  59. shell design pressure
  60. .TXT 0 39 1 27 
  61. a1,26,39,25
  62. shell design temperature
  63. .EQN 0 26 1 13 
  64. ts:650*F
  65. .TXT 2 -26 1 24 
  66. a1,23,78,22
  67. shell inside diameter
  68. .EQN 0 23 1 14 
  69. dis:60*in
  70. .EQN 2 -40 4 14 
  71. Pt:75*lbf/in^2
  72. .TXT 0 17 1 18 
  73. a1,17,39,16
  74. shell thickness
  75. .EQN 0 19 1 14 
  76. ▀s:1.5*in
  77. .TXT 1 -58 1 23 
  78. a1,22,78,21
  79. tube design pressure
  80. .TXT 1 39 1 26 
  81. a1,25,39,24
  82. tube design temperature
  83. .EQN 0 25 1 13 
  84. tt:650*F
  85. .TXT 2 -25 1 14 
  86. a1,13,39,12
  87. tube length
  88. .EQN 0 15 1 13 
  89. l:240*in
  90. .TXT 1 -54 1 18 
  91. a1,17,78,16
  92. number of tubes
  93. .EQN 0 18 1 12 
  94. nt:3560
  95. .TXT 1 21 1 24 
  96. a1,23,78,22
  97. tube outside diameter
  98. .EQN 0 23 1 16 
  99. det:0.75*in
  100. .TXT 1 -62 1 13 
  101. a1,12,39,11
  102. tube pitch
  103. .EQN 0 14 1 19 
  104. pitch:0.938*in
  105. .TXT 1 25 1 17 
  106. a1,16,78,15
  107. tube thickness
  108. .EQN 0 18 1 16 
  109. ▀t:0.065*in
  110. .TXT 1 -57 3 18 
  111. a3,17,39,40
  112. type of pitch 
  113. 0-square 
  114. 1-triangular
  115. .EQN 0 17 1 9 
  116. tp:1
  117. .TXT 1 22 1 22 
  118. a1,21,39,20
  119. tubesheet thickness
  120. .EQN 0 24 1 13 
  121. ▀sh:2*in
  122. .TXT 2 -6 1 20 
  123. a1,19,30,18
  124. Press [Ctrl-PgDn]
  125. .TXT 1 -57 1 34 
  126. a1,33,38,32
  127. Poisson's ratio for solid plate
  128. .EQN 0 35 1 11 
  129. PR:0.3
  130. .EQN 3 -6 4 15 
  131. σ:9100*lbf/in^2
  132. .TXT 1 -29 1 29 
  133. a1,28,78,27
  134. allowable tubesheet stress
  135. .EQN 0 100 2 26 
  136. jf:if(JF≈0,10^-20,1)
  137. .TXT 4 -100 1 41 
  138. a1,40,78,39
  139. edge moment under operating conditions
  140. .EQN 0 42 1 22 
  141. M1:1030000*lbf*in
  142. .EQN 0 58 1 19 
  143. des:dis+2*▀s
  144. .EQN 0 23 1 19 
  145. dit:det-2*▀t
  146. .TXT 2 -123 1 39 
  147. a1,38,78,37
  148. edge moment under bolt-up conditions
  149. .EQN 0 42 1 21 
  150. M2:690000*lbf*in
  151. .EQN 0 58 4 22 
  152. fs':1-nt*(det/dis)^2
  153. .EQN 0 29 4 22 
  154. ft':1-nt*(dit/dis)^2
  155. .EQN 2 -87 4 20 
  156. Et:27.5*10^6*lbf/in^2
  157. .TXT 1 -42 1 41 
  158. a1,40,78,39
  159. modulus of elasticity of tube material
  160. .EQN 1 81 5 26 
  161. abs:(6.2*M2)/(Ffactor^2*dis^3)*in^2/lbf
  162. .EQN 0 32 5 26 
  163. abt:(6.2*M1)/(Ffactor^2*dis^3)*in^2/lbf
  164. .EQN 3 -71 4 20 
  165. Es:28.2*10^6*lbf/in^2
  166. .TXT 1 -42 1 42 
  167. a1,41,78,40
  168. modulus of elasticity of shell material
  169. .EQN 2 81 3 26 
  170. k:(Es*▀s*(des-▀s))/(Et*▀t*nt*(det-▀t))
  171. .EQN 0 31 1 12 
  172. αo:jf*k
  173. .EQN 0 17 4 15 
  174. Ps':Ps*in^2/lbf
  175. .EQN 0 31 4 15 
  176. Pt':Pt*in^2/lbf
  177. .TXT 2 -160 1 46 
  178. a1,45,78,44
  179. modulus of elasticity of tubesheet material
  180. .EQN 0 47 1 9 
  181. E:Et
  182. .TXT 3 -47 1 30 
  183. a1,29,78,28
  184. shell side wall temperature
  185. .EQN 0 31 1 14 
  186. Tws:170*F
  187. .EQN 0 50 1 24 
  188. A:4*(Ffactor-0.6)
  189. .EQN 0 33 1 26 
  190. B:1.48-2.05*Ffactor
  191. .EQN 1 20 4 15 
  192. Es':Es*in^2/lbf
  193. .TXT 1 -134 1 29 
  194. a1,28,78,27
  195. tube side wall temperature
  196. .EQN 0 31 1 14 
  197. Twt:170*F
  198. .EQN 0 50 1 18 
  199. Θs:Tws-70*F
  200. .EQN 0 27 3 22 
  201. D:(E*▀sh)/(12*(1-PR))*in/lbf
  202. .EQN 1 -65 2 20 
  203. αs:6.3*10^-6*F^-1
  204. .TXT 1 -43 1 43 
  205. a1,42,78,41
  206. shell side thermal expansion coefficient
  207. .EQN 0 81 1 18 
  208. Θt:Twt-70*F
  209. .EQN 3 -38 2 20 
  210. αt:9.5*10^-6*F^-1
  211. .EQN 0 38 3 35 
  212. ad:(4*jf*Es'*▀s*(αs*Θs-αt*Θt))/(des-3*▀s)
  213. .EQN 0 38 1 36 
  214. at:Pt'*(1+0.4*αo*(1.5+ft'))
  215. .TXT 1 -119 1 42 
  216. a1,41,78,40
  217. tube side thermal expansion coefficient
  218. .EQN 3 81 5 71 
  219. as:Ps'*(0.4*jf*(1.5+k*(1.5+fs'))-(((1-jf)/2)*((D*jf^2)/dis^2*in^2-1)))
  220. .TXT 1 -32 1 32 
  221. a1,31,37,30
  222. Press [Ctrl-PgDn] seven times
  223. .EQN 5 48 3 18 
  224. CC[1:|((as-ad)/2)
  225. .EQN 0 36 3 13 
  226. CC[3:|(ad/2)
  227. .EQN 1 -51 1 12 
  228. i:1;5
  229. .EQN 0 35 2 13 
  230. CC[2:|as
  231. .EQN 3 -35 3 18 
  232. CC[4:|((at+ad)/2)
  233. .EQN 0 58 3 13 
  234. X[1:10^-20
  235. .EQN 1 -38 2 13 
  236. CC[5:|at
  237. .EQN 0 16 1 17 
  238. Cond:max(CC)
  239. .EQN 2 2 3 22 
  240. R[4:|((at-as+ad)/2)
  241. .EQN 1 -38 2 11 
  242. R[1:CC[1
  243. .EQN 0 13 2 11 
  244. R[2:CC[2
  245. .EQN 0 13 2 11 
  246. R[3:CC[3
  247. .EQN 0 34 2 17 
  248. R[5:|(at-as)
  249. .EQN 3 -60 1 17 
  250. Rcond:max(R)
  251. .EQN 0 19 1 28 
  252. φ:if(as>0,Cond,Rcond)
  253. .EQN 1 -19 3 13 
  254. S[1:10^-20
  255. .EQN 0 39 3 11 
  256. S[4:abs/2
  257. .EQN 0 14 3 11 
  258. S[5:abt/2
  259. .EQN 1 -40 2 11 
  260. S[2:abs
  261. .EQN 0 13 2 11 
  262. S[3:abt
  263. .EQN 2 13 6 22 
  264. U:3.1362*((Es*▀s)/(k*l*E))^(1/3)
  265. .EQN 2 -39 2 25 
  266. φo[i:if(ty≈1,X[1,S[i)
  267. .EQN 3 0 4 33 
  268. MI1:1-3/π*asin(\3/2*(det+dit)/(2*pitch))
  269. .EQN 2 34 4 33 
  270. MI2:1-4/π*asin(\2/2*(det+dit)/(2*pitch))
  271. .EQN 3 -34 1 26 
  272. MI:if(tp≈1,MI1,MI2)
  273. .EQN 2 0 4 29 
  274. µ1i:1-3/π*asin(\3/2*dit/pitch)
  275. .EQN 0 32 4 29 
  276. µ1o:1-3/π*asin(\3/2*det/pitch)
  277. .EQN 5 -32 4 29 
  278. µ2i:1-4/π*asin(\2/2*dit/pitch)
  279. .EQN 0 31 4 29 
  280. µ2o:1-4/π*asin(\2/2*det/pitch)
  281. .EQN 4 29 4 13 
  282. σ':σ*in^2/lbf
  283. .EQN 2 -60 2 10 
  284. M[1:MI
  285. .EQN 0 11 2 11 
  286. M[2:µ1i
  287. .EQN 0 11 2 11 
  288. M[3:µ1o
  289. .EQN 0 12 2 11 
  290. M[4:µ2i
  291. .EQN 0 13 2 11 
  292. M[5:µ2o
  293. .EQN 3 -47 1 12 
  294. j:1;5
  295. .EQN 0 19 7 19 
  296. ßφ[j:U/(φ/(M[j*σ'))^0.5
  297. .EQN 0 25 8 22 
  298. ßφo[(i,j):U/(φo[i/(M[j*σ'))^0.5
  299. .EQN 4 -44 3 18 
  300. b1[(i,j):-ßφo[(i,j)^2
  301. .EQN 4 0 8 31 
  302. a1[(i,j):(1+αo*B+(ßφo[(i,j)/ßφ[j)^2)/(A*αo)
  303. .EQN 2 37 5 29 
  304. c1[(i,j):(-ßφo[(i,j)^2*(1+αo*B))/(A*αo)
  305. .EQN 7 -37 5 24 
  306. a2[(i,j):b1[(i,j)-a1[(i,j)^2/3
  307. .EQN 0 39 6 22 
  308. c2[(i,j):(-a2[(i,j)^3/27)^0.5
  309. .EQN 5 -39 5 40 
  310. b2[(i,j):c1[(i,j)-(a1[(i,j)*b1[(i,j))/3+(2*a1[(i,j)^3)/27
  311. .EQN 6 0 5 29 
  312. ang[(i,j):Re(acos((-b2[(i,j))/(2*c2[(i,j))))
  313. .EQN 5 0 5 47 
  314. UV1[(i,j):-a1[(i,j)/3+(|((4*a2[(i,j))/3))^0.5*cos(ang[(i,j)/3)
  315. .EQN 5 0 6 53 
  316. UV2[j:ßφ[j*((A*αo*ßφ[j)/2+((A^2*αo^2*ßφ[j^2)/4+1+αo*B)^0.5)
  317. .EQN 8 0 2 34 
  318. UV3[(i,1):if(ty≈1,UV2[1,UV1[(i,1))
  319. .EQN 0 37 2 17 
  320. UV4:Re(UV2[2)
  321. .EQN 0 17 2 16 
  322. UV6[i:UV1[(i,4)
  323. .EQN 3 -54 2 17 
  324. UV5:Re(UV2[3)
  325. .EQN 0 18 2 16 
  326. UV7[i:UV1[(i,5)
  327. .EQN 0 17 2 16 
  328. a[i:Re(UV6[i)
  329. .EQN 0 18 2 16 
  330. b[i:Re(UV7[i)
  331. .EQN 3 -53 1 32 
  332. uv1:if(UV4≤1.80,1.80,UV4)
  333. .EQN 0 37 2 31 
  334. uv2[i:if(a[i≤1.80,1.80,a[i)
  335. .EQN 3 -37 2 45 
  336. uv3[i:if(tp≈1,if(ty≈1,uv1,uv2[i),uv2[i)
  337. .EQN 3 0 1 32 
  338. uv4:if(UV5>8.84,8.84,UV5)
  339. .EQN 0 37 2 31 
  340. uv5[i:if(b[i>8.84,8.84,b[i)
  341. .EQN 3 -37 2 45 
  342. uv6[i:if(tp≈1,if(ty≈1,uv4,uv5[i),uv5[i)
  343. .EQN 0 46 2 27 
  344. uv7[i:if(ty≈1,UV4,a[i)
  345. .EQN 3 -46 2 27 
  346. uv8[i:if(ty≈1,UV5,b[i)
  347. .EQN 0 29 2 18 
  348. c[i:Re(UV3[(i,1))
  349. .EQN 3 -29 2 77 
  350. UV[i:if(c[i≤1,1.5,if(c[i<1.8,uv3[i,if(c[i≤2.2,uv7[i,if(c[i≤3.8,c[i,0))))
  351. .EQN 3 0 2 49 
  352. UV[i:if(c[i>3.8,if(c[i≤8.84,uv8[i,uv6[i),UV[i)
  353. .EQN 3 1 2 18 
  354. Fq[i:A*UV[i+B
  355. .EQN 0 22 4 27 
  356. PE[i:|(φ/(1+αo*Fq[i)+φo[i)
  357. .EQN 0 28 1 16 
  358. PE':max(PE)
  359. .EQN 4 -33 4 29 
  360. τ:(Ffactor*dis/2)*(PE'/σ')^0.5
  361. .TXT 2 -99 1 31 
  362. a1,30,78,29
  363. The calculated thickness is:
  364. .EQN 0 32 1 13 
  365. τ=?in
  366. .TXT 50 52 1 19 
  367. a1,18,16,17
  368. UNIT DEFINITIONS
  369. .TXT 0 24 1 23 
  370. a1,22,25,21
  371. MKS (SI) unit system
  372. .TXT 3 -24 1 16 
  373. a1,15,13,14
  374. I. Base units
  375. .EQN 1 5 1 8 
  376. m~1L
  377. .EQN 0 18 1 9 
  378. kg~1M
  379. .EQN 0 18 1 8 
  380. s~1T
  381. .EQN 0 18 1 8 
  382. K~1Q
  383. .TXT 2 -59 1 22 
  384. a1,21,19,20
  385. II. Angular measure
  386. .EQN 1 5 1 9 
  387. rad~1
  388. .EQN 0 18 3 15 
  389. deg~π/180*rad
  390. .TXT 4 -23 1 29 
  391. a1,28,26,27
  392. III. Derived units: Length
  393. .EQN 1 5 1 12 
  394. cm~.01*m
  395. .EQN 0 18 1 13 
  396. km~1000*m
  397. .EQN 0 18 1 13 
  398. mm~.001*m
  399. .EQN 1 -36 1 14 
  400. ft~.3048*m
  401. .EQN 0 18 1 14 
  402. in~2.54*cm
  403. .EQN 0 18 1 11 
  404. yd~3*ft
  405. .EQN 0 18 1 14 
  406. mi~5280*ft
  407. .TXT 2 -59 1 25 
  408. a1,25,23,24
  409. IV. Derived units: Mass
  410. .EQN 1 5 2 14 
  411. gm~10^-3*kg
  412. .EQN 1 18 1 17 
  413. tonne~1000*kg
  414. .EQN 0 18 1 19 
  415. lb~453.59247*gm
  416. .EQN 2 -36 3 9 
  417. oz~lb/16
  418. .EQN 1 18 1 15 
  419. ton~2000*lb
  420. .EQN 1 18 1 18 
  421. slug~32.174*lb
  422. .TXT 2 -41 1 25 
  423. a1,24,22,23
  424. V. Derived units: Time
  425. .EQN 1 5 1 15 
  426. minute~60*s
  427. .EQN 0 18 1 12 
  428. h~3600*s
  429. .EQN 0 18 1 12 
  430. day~24*h
  431. .EQN 2 -36 1 16 
  432. year~365*day
  433. .TXT 2 -5 1 34 
  434. a1,33,31,32
  435. VI. Derived units: Area, Volume
  436. .EQN 1 5 2 18 
  437. hectare~10^4*m^2
  438. .EQN 0 36 2 17 
  439. acre~4840*yd^2
  440. .TXT 3 -37 1 5 
  441. a1,5,3,4
  442. ---
  443. .EQN 1 1 2 13 
  444. L~(.1*m)^3
  445. .EQN 0 36 2 13 
  446. mL~10^-3*L
  447. .EQN 2 0 2 22 
  448. fl_oz~29.57353*cm^3
  449. .EQN 3 0 1 17 
  450. gal~128*fl_oz
  451. .TXT 2 -41 1 45 
  452. a1,44,42,43
  453. VII. Derived units: Velocity, Acceleration
  454. .EQN 1 5 3 10 
  455. mph~mi/h
  456. .EQN 0 18 3 10 
  457. kph~km/h
  458. .TXT 4 -19 1 6 
  459. a1,6,4,5
  460. ----
  461. .EQN 1 1 4 16 
  462. g~9.80665*m/s^2
  463. .TXT 1 22 1 28 
  464. a1,27,25,26
  465. (acceleration of gravity)
  466. .TXT 4 -27 1 44 
  467. a1,43,41,42
  468. VIII. Derived units: Force, Energy, Power
  469. .EQN 1 5 4 11 
  470. N~kg*m/s^2
  471. .EQN 0 18 2 15 
  472. dyne~10^-5*N
  473. .EQN 1 23 1 12 
  474. lbf~g*lb
  475. .TXT 1 -1 1 15 
  476. a1,15,13,14
  477. (pound force)
  478. .EQN 2 1 1 12 
  479. kgf~g*kg
  480. .TXT 1 -1 1 18 
  481. a1,18,16,17
  482. (kilogram force)
  483. .TXT 2 -41 1 7 
  484. a1,6,4,5
  485. ----
  486. .EQN 1 1 1 9 
  487. J~N*m
  488. .EQN 0 18 2 14 
  489. erg~10^-7*J
  490. .EQN 0 23 1 16 
  491. cal~4.1868*J
  492. .EQN 1 0 1 17 
  493. kcal~1000*cal
  494. .EQN 1 -41 2 27 
  495. BTU~1.05505585262*10^3*J
  496. .TXT 3 -1 1 7 
  497. a1,6,4,5
  498. ----
  499. .EQN 1 1 3 7 
  500. W~J/s
  501. .EQN 0 41 3 17 
  502. hp~550*(ft*lbf)/s
  503. .EQN 1 -23 1 13 
  504. kW~1000*W
  505. .TXT 2 22 1 23 
  506. a1,23,21,22
  507. (standard horsepower)
  508. .TXT 2 -45 1 41 
  509. a1,40,38,39
  510. IX. Derived units: Pressure, Viscosity
  511. .EQN 1 5 4 9 
  512. Pa~N/m^2
  513. .EQN 0 18 4 11 
  514. psi~lbf/in^2
  515. .EQN 0 18 2 22 
  516. atm~1.01325*10^5*Pa
  517. .EQN 2 0 2 23 
  518. torr~1.33322*10^2*Pa
  519. .EQN 2 0 2 24 
  520. in_Hg~3.38638*10^3*Pa
  521. .TXT 3 -37 1 6 
  522. a1,6,4,5
  523. ----
  524. .EQN 1 37 4 14 
  525. St~10^-4*m^2/s
  526. .EQN 1 -36 1 14 
  527. P~0.1*Pa*s
  528. .EQN 2 0 1 13 
  529. cP~0.01*P
  530. .TXT 3 -5 1 17 
  531. a1,16,73,15
  532. X. Temperature
  533. .EQN 2 3 1 7 
  534. C~K
  535. .EQN 0 13 1 11 
  536. F~1.8*C
  537.