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化工设备设计基础
第 章 第４章 剪切与圆轴的扭转
（４学时）
２０１０年１０月１９日 年
化工设备设计基础
４－１ 剪切与扭转的概念
一、剪切（变形） 剪切（变形）
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４－１ 剪切与扭转的概念
剪切（变形）：当构件受到一对大小相等，方 剪切（变形）：当构件受到一对大小相等 方 向相反，且作用线相距很近的横向力作用时，在 两力作用线之间的截面将发生相对错动的变形。 力作用线之间的截面将发生相对错动的变形 剪切面：受剪切构件上发生相对错动的截面。
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４－１ 剪切与扭转的概念
说明： 说明 剪 （１）构件在横向力作用下，受剪切构件 会发生弯曲。但是相对剪切变形来说，弯曲 变形很小，可以忽略不计。 （２）构件发生剪切变形的同时，往往同 时发生挤压变形。 时发生挤压变形
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４－１ 剪切与扭转的概念
二、挤压（变形） 二 挤压（变形） 两种构件之间的接触表面相互压紧而使 表面局部受压而发生的变形。 表 局部受 发生 变形
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４－１ 剪切与扭转的概念
三、扭转（变形） 三 扭转（变形） 当杆件上受到一对大小相等，转向相反，且 作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件上 作用平 垂直于杆件轴线的 作用时 杆件 的各个横截面将绕 杆的轴线发生相对 转动的变形。 转动的变形
轴：
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４－２ 剪切与挤压
一、剪应力及其强度条件 一 剪应力及其强度条件 １、剪力Ｑ： 作用在剪切面上的内力，它与剪切面相切。
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４２ ４－２ 剪切与挤压
２、剪应力及其强度条件 ２ 剪应力及其强度条件 １）剪应力：若把作用在剪切面的剪力按均布计 算，则（名义）剪应力： 算 则（名 ）剪应
Ｑ τ＝ Ａ 剪应力与剪切面相切，单位：Ｐａ或ＭＰａ 剪应 剪 相 单位 Ｐ 或ＭＰ ）强度条件 ２）强度条件 ： Ｑ τ ＝ ≤ ［τ ］ Ａ
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４－２ 剪切与挤压
二、挤压应力及其强度条件 二 挤压应力及其强度条件 １）挤压应力： Ｐｊ—挤
压应力是均匀分布的。 应 是均 分布 注：挤压面面积的计算方法要根据具体情况 而定（对圆柱面受挤压来说，挤压面积应 是直径截面）。 Ｐｊ ２）挤压强度条件： ２）挤压强度条件 σ ＝ ≤ ？σ ？
ｊ
Ａｊ
ｊ
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例１
图示带轮用平键与轴联接（图中只画出了轴 与键，未画带轮）。已知轴径ｄ＝８０ｍｍ，平键的 尺寸为ｂｘｈｘｌ＝ ２４ｘ１４ｘ１２０ｍｍ，传递的力偶矩为 尺寸为ｂ ｈ ｌ ２４ １４ １２０ 传递的力偶矩为 ｍ＝３ｋＮ ｍ，键的许用剪应力［τ］＝８０ＭＰａ，许用 挤压应力［σｊ］＝１８０ＭＰａ，试校核键的强度。
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例１
解：剪切强度校核：
Ｑ Ｑ τ＝ ＝ Ａ ｂｌ
ｄ Ｑ？ ＝ ｍ ２
２ｍ ２ × ３ × １０６ τ＝ ＝ ｂｌｄ ２４ × １２０ × ８０ ＝ ２６．０４ ＭＰａ ＜ ［τ ］
平键的剪切强度足够。
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例１
挤压强度校核：
ｈ Ｐｊ ＝ σ ｊ Ａ ｊ ＝ σ ｊ ？ ？ ｌ ２ ｈ Ｐｊ ＝ Ｑ ＝ ｂｌτ ＝ σ ｊ ？ ｌ ２ ２ｂτ σｊ ＝ ｈ ２ × ２４ × ２６．０４ ＝ ＝ ８９．２８ＭＰａ ＜ σ ｊ １４
［ ］
故平键的挤压强度也足够。
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例２
图示为 其中吊钩。已知吊重Ｐ １８ＫＮ，钢 图示为一其中吊钩。已知吊重Ｐ＝１８ＫＮ，钢 板 的 厚 度 ｔ＝８ｍｍ ， 销 钉 的 许 用 应 力 为 ： ［τ］＝８５ＭＰａ，［σ ［τ］＝８５ＭＰａ ［σｊ］＝１８０ＭＰａ 。试计算销钉的 试计算销钉的 直径。
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例３
图示为两块钢板采用 焊接的方法连接在一起。 钢板的厚度分别为： ｔ１＝１２ｍｍ ， ｔ２＝１０ｍｍ ， 焊 缝长度ｌ＝１２０ｍｍ，焊缝材 缝长度ｌ １２０ 焊缝材 料 的 许 用 剪 应 力 为 ［τ］＝９０ＭＰａ。试计算焊缝 的许可载荷 的许可载荷。
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４－２ 剪切与挤压
三、纯剪切与剪应力互等定理 三 纯剪切与剪应力互等定理 １、纯剪切： 单元体的各个面上只有剪应力而无正应力。 单元体的各个面上只有剪应力而无正应力
τ ｙ ｄｘ ？ ｄｚ ？ τ ′ ｄｘ ？ ｄｚ ＝ ０ ｙ τ ｙ ＝τ′ ｙ
（τ ｘ ＝ τ ′ ） ｘ
（τ ｘ ｄｙｄｚ ）ｄｘ ？ （τ ｙ ｄｘｄｚ ）ｄｙ ＝ ０
τｘ ＝τ ｙ
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４－２ 剪切与挤压
２、剪应力互等定理： ２ 剪应力互等定理 单 平 平 剪 １）作用在单元体的两个平行平面上的剪应力 总是等值而反向地成对产生。 ２）在单元体的两个相互垂直的平面上，剪应 ２）在单元体的两个相互垂直的平面上 剪应 力必然成对存在，且数值相等，方向共同 指向或共同背离这两个平面的交线。 指向或共同背离这 个平面的交线 郑州大学化工与能源学院
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４－２ 剪切与挤压
四、剪应变与剪切虎克定律
δ
ｄｙ
＝ ｔｇγ ≈ γ
１、剪应变或角应变：矩形直角的微小改变 剪 或角 直角 量，单位为弧度（ｒａｄ）
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４－２ 剪切与挤压
２、剪切虎克定律： ２ 剪切虎克定律：
τ ＝ Ｇγ
１）Ｇ为比例常数 材料的剪切弹性模量，它是表 １）Ｇ为比例常数—材料的剪切弹性模量 它是表 示材料抵抗剪切变形能力的量。 ２）对于各向同性材料，Ｇ、Ｅ、μ的关系： ２） 性材料 Ｇ Ｅ 系
Ｅ Ｇ ＝ ２ （１ ＋ μ ）
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４－３ 圆轴扭转时的外力和内力
一、外力偶矩的计算 外力偶矩的计算 １、传动装置：
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４－３ 圆轴扭转时的外力和内力
２、外力偶矩 ２ 外力偶矩ｍ：
Ｐ ＝ ｍω ＝ ｍ
π ？ｎ
３０
３０Ｐ Ｐ ｍ＝ ＝ ９．５５ π ？ｎ ｎ 单位：
Ｐ — ｋｗ ｎ — ｒ ／ ｍｉｎ ｍ — ｋＮ ？ ｍ
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４－３ 圆轴扭转时的外力和内力
二、扭转时横截面上的内力 二 扭转时横截面上的内力 １、内力—扭矩ＭＴ： 在轴的两端作用有外力偶矩，在其横截面 上产生的内力—内力偶。 ＭＴ采用截面法求解。
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４－３ 圆轴扭转时的外力和内力
２、扭矩的正负： ２ 扭矩的正负： 按右手螺旋法则确定，即将右手的四指沿 着扭矩的旋转方向，如果大拇指的指向与该扭 着扭 的旋转方向 如果大拇指的指向与该扭 矩作用的横截面的外法线方向一致则扭矩为正， 反之为负。
３、扭矩图： ３ 扭矩图：
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例
图示传动轴的转速为ｎ ４００ｒ／ｍｉｎ，轮 图示传动轴的转速为ｎ＝４００ｒ／ｍｉｎ，轮 Ａ为主动轮，输入功率ＰＡ＝１５０ｋＷ，轮Ｂ、Ｃ、 Ｄ均为从动轮，其输出功率分别为 ＰＢ＝４０ｋＷ、ＰＣ＝５０ｋＷ、ＰＤ＝６０ｋＷ。试计 算轴的扭矩，并作扭矩图。 算轴 扭 并作扭
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例
解： １、计算外力偶矩：
ＰＡ ｎ ＰＢ ｍ Ｂ ＝ ９．５５ ｎ Ｐ ｍＣ ＝ ９．５５ Ｃ ｎ ＰＤ ｍ Ｄ ＝ ９．５５ ｎ ｍ Ａ ＝ ９．５５ １５０ ＝ ３．５８ｋＮ ？ ｍ ４００ ４０ ＝ ９．５５ × ＝ ０．９５５ｋＮ ？ ｍ ４００ ５０ ＝ ９．５５ × ＝ １．１９３ｋ ？ ｍ ｋＮ ４００ ６０ ＝ ９．５５ × ＝ １．４３２ｋＮ ？ ｍ ４００ ＝ ９．５５ ×
２、计算扭矩： １）先求ＢＡ段横截面上的扭矩：
∑ｍ
ｘ
＝ ０，
Ｍ Ｔ １ ＋ ｍＢ ＝ ０
ＭＴ１ ＝ ？ｍＢ ＝ ？０．９５５ｋＮ ？ ｍ
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例
２）再求ＡＣ段横截面上的扭矩：
∑ｍ
ｘ
＝ ０，
Ｍ Ｔ ２ ＋ ｍＢ ？ ｍ Ａ ＝ ０
Ｍ Ｔ ２ ＝ ｍＡ ？ ｍＢ ＝ ３．５８ ？ ０．９５５ ＝ ２．６２５ｋＮ ？ ｍ
３）最后求ＣＤ段截面上的扭矩： ）最 求 段截面 的扭
ｍ Ｄ ？ ｍＴ ３ ＝ ０
Ｍ Ｔ ３ ＝ ｍ Ｄ ＝ １ ． ４３２ ｋＮ ？ ｍ
３、画扭矩图。 ３ 扭
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例
问题：当把Ａ、Ｂ两轮的位置互换，结果会怎样？
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
一、 轴的扭转变形实验及假设
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
１、现象： １ 现象： １）各圆周线的形状、大小及圆周线之间的距 离均未改变，只是各圆周线绕轴线转动 离均未改变 是各 周线绕轴线转 不同角度。 ２）各纵向线都倾斜了同一角度γ。
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
２、假设： ２ 假设： １）平面截面假设。圆轴扭转变形后，各横截 面仍然保持为平面，其形状，大小不变， 半 半径仍为直线，只是绕轴线转过了一个角 为直线 是绕轴线 个角 度。 ２）没有正应力产生。由于扭转变形时相邻横 ２）没有正应力产生 由于扭转变形时相邻横 截面之间的距离不变，整个圆轴没有伸长 或缩短。 或缩
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
３）横截面的圆周上各点的剪应力都是相等的。 因为每一个小矩形的剪应变都等于γ，可 见每个小矩形必受到相同的剪应力作用。 见每个小矩形必受到相同的剪应力作用 ４）只存在与半径方向垂直的圆周方向的剪应 力。由于横截面的半径长度不变，故横截 面 没有径向剪应力 面上没有径向剪应力。
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
二、 二 变形与应力的关系 １、变形：？ —扭转角
ｄ？ γ ≈ ｔｇγ ＝ Ｒ ｄｘ ｄ ｄ？ γρ ＝ ρ ｄｘ
２、虎克定律： ２ 虎克定律
τ ρ ＝ Ｇγ ρ
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
ｄ？ τ ρ ＝ Ｇρ ｄｘ
三、剪应力的计算公式：
∫ ρτ ρ ｄＡ ＝ Ｍ
Ａ
２
Ｔ
ｄ？ ∫Ａ Ｇρ ｄｘ ｄＡ ＝ Ｍ Ｔ ｄ？ Ｇ ρ ２ ｄＡ ＝ Ｍ Ｔ ｄｘ ∫Ａ
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
如果令：
Ｉ ρ ＝ ∫ ρ ｄＡ
２ Ａ
ｄ？ Ｍ Ｔ ＝ 则： 则 （单位长度的扭转角） ｄｘ ＧＩ ρ
ＭＴ ρ 所以横截面上的剪应力为：τ ρ ＝ Ｉρ
τ 横截面上的最大剪应力为： ｍａｘ
ＭＴ ＭＴ ＝ ＝ Ｉ ρ ／ Ｒ Ｗρ
其中：Ｉρ Ｗρ 其中 Ｉ 、Ｗ 分别称为截面的极惯性矩 和抗扭截面模量。
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４－４ 圆轴扭转时横截面上的应力
四、 四 圆截面的Ｉρ 和Ｗρ的计算
Ｉ ρ ＝ ∫ ρ ｄＡ ＝ ∫ ρ ２ ２πρｄρ
２ Ａ ０ Ｒ
＝ ２π ∫
Ｉρ
Ｒ
０
Ｒ４ π ４ ρ ３ｄρ ＝ ２π × ＝ Ｄ ４ ３２
Ｄ π ３ Ｗρ ＝ ＝ Ｄ ／ ＝ Ｄ Ｒ ３２ ２ １６
４
π
注：１）Ｉρ 和Ｗρ的单位分别为ｍ４和ｍ３。 ２）圆环截面的Ｉρ 和Ｗρ。
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４－５ 圆轴扭转时的强度和刚度条件
一、圆轴扭转时的强度条件 圆轴扭转时的强度条件
τ ｍａｘ
Ｍ Ｔ ｍａｘ ＝ ≤ ［τ ］ Ｗρ
式中：ＭＴ 、Ｗρ分别为危险截面上的扭 Ｔｍａｘ Ｗρ分别为危险截面上的扭 矩与抗扭截面模量。 注：圆轴直径的设计公式： 轴直 公式
Ｄ＝３ １６ Ｍ Ｔ ｍａｘ
π ［τ ］
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４－５ 圆轴扭转时的强度和刚度条件
二、 二 圆轴扭转时的刚度条件
ｄ？ Ｍ Ｔ ＝ ｄｘ ＧＩ ρ
θ ｍａｘ
Ｍ Ｔ ｍａｘ ＝ ５７ ．３ × ≤ ［θ ］ ＧＩ ρ
其中：ＧＩρ—抗扭刚度。 对 于 一 般 传 动 轴 和 搅 拌 轴 ［θ］ 可 取 （ （０．５￣１）０／ｍ。 ）／
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例
图示为带有搅拌器的反应釜简图。搅拌轴 上装有两层浆叶，已知电动机的功率Ｐｅ＝２２ＫＷ， 搅拌轴转速ｎ＝６０ｒ／ｍｉｎ，机械传动效率 搅拌轴转速ｎ＝６０ｒ／ｍｉｎ 机械传动效率 η＝９０ ％ ，上、下层搅拌浆叶所受的阻力不同，所消 耗的功率各占总功率的η＝４０％ 和η＝６０％ 。 耗 率各占总 率 ４０％ ６０％ 此轴采用 φ１１４×６ｍｍ的不锈钢管制成，材料 性 能 参 数 ［τ］＝６０ＭＰａ ， Ｇ＝８Ｘ１０４ＭＰａ ， ［ ］ ［θ］＝０．５°／ｍ 。试校核搅拌轴的强度和刚度。 ／ 试校核搅拌轴的强度和刚度 若将此轴改为相同材料且与原来空心轴强度相 同的实心轴，试确定其直径，并比较两种轴的 同的实心轴 试确定其直径 并比较两种轴的 用钢量。
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例
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例
解：（１）外力偶矩和扭矩的计算。 实际功率 外力偶矩
Ｐ ＝ Ｐｅη ＝ ２２ × ０．９ ＝ １９．８ｋＷ
Ｐ １９．８ ＝ ３．１５ｋＮ ？ ｍ ｍ Ａ ＝ ９．５５ ＝ ９．５５ × ｎ ６０ ０．４ × １９．８ ｍ Ｂ ＝ ９．５５ × ＝ １．２６ｋＮ ？ ｍ ６０ ０．６ × １９．８ ｍＣ ＝ ９．５５ × ＝ １．８９ｋＮ ？ ｍ ６０
扭矩：
Ｍ
Ｔ１
＝ ｍ Ｃ ＝ １ ． ８９ ｋＮｍ
Ｍ Ｔ ２ ＝ ｍｃ ＋ ｍＢ ＝ １．８９ ＋ １．２６ ＝ ３．１５ｋＮ ？ ｍ
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例
（２）扭转强度较核
Ｗρ ＝
πＤ ３
１６
（１ ？ α ４ ） ＝
１６
× １１４ ３ ［１ ？ （
１０２ ４ ） ］ ＝ １０４．４６ × １０ ３ ｍｍ ３ １１４
τ ｍａｘ
Ｍ Ｔ ｍａｘ ３．１５ × １０ ６ ＝ ３０．１６ ＭＰａ ＜ ［τ ］ ＝ ６０ ＭＰａ ＝ ＝ ３ Ｗρ １０４．４６ × １０
（３）扭转刚度校核
Ｉρ ＝ １０２ ４ ） ］ ＝ ５．９５ ×１０ ６ ｍｍ ４ ３２ ３２ １１４ Ｍ Ｔ ｍａｘ ３．１５ × １０ ６ ＝ ５７３００ × ＝ ５７３００ × ＧＩ ρ ８ × １０ ４ × ５．９５ × １０ ６ （１ ？ α ４ ） ＝ ×１１４ ４ ［１ ？ （
πＤ ４
π
θ ｍａｘ
＝ ０．３８０ ／ ｍ ＜ ［θ ］ ＝ ０．５０ ／ ｍ
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例
实心圆柱直径
Ｄ１ ＝ ３ １６Ｗρ ＝３ １６ × １０４．４６ × １０ ３ ＝ ８１ｍｍ
π
π
空心圆柱与实心圆柱之比
π
Ｇ空心 Ｇ实心 ＝
（Ｄ ４
π
４
２
ｄ２
）
Ｄ１２
１１４ ２ ？ １０２ ２ ＝ ＝ ０．３９５ ２ ８１
问题：整个轴的扭转角是多少？
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１
《化工设备设计基础》综合复习资料 一、填空题 1. 力的合成与分解法则有和两种。 2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支 承情况可以分为简支梁、和三种。 3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。 4. 两物体之间的机械作用称之为力。力的三要素是、和。 5. 材料破坏的主要形式有和。 6. 平面力偶系平衡的充要条件是。 7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确 定时不可缺少的参数。 8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和 两种方法。 9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。 10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度 的厚度是厚度。 11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。 12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作 了、和。 13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。 14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。 二、判断题 1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。 2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。 3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封， 所以预紧密封比压越大越好。 4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。 5. 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
────化学与分子工程学院──── 院系代码：015 地址：郑州市科学大道100号邮政编码：450001 联系部门：化学与分子工程学院电话：67781815 联系人：刘晨湘 专业代码、名称及研究方向指导 教师 招生 人数 考试科目备注 015化学与分子工程学院200 学术型200 070301★▲无机化学33 同等学力报01功能配位化学侯红卫①101思想政治理论②201 考应为化学 麦松威英语一③660大学化学④专业毕业， 徐琰921无机化学（一）毕业后从事 李纲本专业工作 牛云垠3年以上， 杨光修读5门以 郑直上本专业本 张茂林科主干课程 徐虹，并发表一 王利亚篇以上相关 臧双全学术论文。 李金鹏加试1分析02无机材料化学李中军化学；2物 要红昌理化学；拟 杜晨霞接受推免生 颜振宁6人。 尹明彩 樊耀亭 王建设 03现代无机合成与配合物催化侯红卫 化学孟祥茹 吴本来 李林科 赵金安 武杰 米立伟 韦永莉 04生物能源技术与环境科学樊耀亭 何占航 070302★▲分析化学23 同等学力报01化学计量学与仪器分析网络石杰①101思想政治理论②201 考应为化学课件研究申琦英语一③660大学化学④专业毕业， 屈凌波923分析化学毕业后从事 本专业工作02生物电化学与电分析化学冶保献3年以上，
徐茂田修读5门以 于岚岚上本专业本03光谱分析与发光分析石杰科主干课程， 韩润平并发表一 武现丽篇以上相关 毛红艳学术论文。 刘金霞加试1物理 韩华云化学；2有 王瑞勇机化学。 李建军拟接受推免 林琳生3人。 瞿鹏 04色谱分析与分离化学张书胜 屈凌波 王建 于阿娟 班付国 070303☆★▲有机化学73 ①101思想政治理论②201 同等学力报01物理有机与金属有机化学吴养洁英语一③660大学化学④考应为化学 宋毛平928有机化学（一）专业毕业， 王敏灿毕业后从事 陶京朝本专业工作 崔秀灵3年以上， 邹大鹏修读5门以 李铁生上本专业本 卢会杰科主干课程， 龚军芳并发表一 赵雪梅篇以上相关 赵文献学术论文。 唐明生加试1物理 郝新奇化学；2分02化学生物学与超分子化学赵玉芬析化学。拟 朱志兀接受推免生 陈晓岚10人。 曹书霞 叶勇 郑金云 03药物合成与天然有机化学廖新成 郭彦春 张福义 龙跃 张建业 石伟民 杨风岭
本文由蓝蓝鹏鹏贡献 ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 化工设备设计基础 第 章 第４章 剪切与圆轴的扭转 （４学时） ２０１０年１０月１９日 年 化工设备设计基础 ４－１ 剪切与扭转的概念 一、剪切（变形） 剪切（变形） 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－１ 剪切与扭转的概念 剪切（变形）：当构件受到一对大小相等，方 剪切（变形）：当构件受到一对大小相等 方 向相反，且作用线相距很近的横向力作用时，在 两力作用线之间的截面将发生相对错动的变形。 力作用线之间的截面将发生相对错动的变形 剪切面：受剪切构件上发生相对错动的截面。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－１ 剪切与扭转的概念 说明： 说明 剪 （１）构件在横向力作用下，受剪切构件 会发生弯曲。但是相对剪切变形来说，弯曲 变形很小，可以忽略不计。 （２）构件发生剪切变形的同时，往往同 时发生挤压变形。 时发生挤压变形 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－１ 剪切与扭转的概念 二、挤压（变形） 二 挤压（变形） 两种构件之间的接触表面相互压紧而使 表面局部受压而发生的变形。 表 局部受 发生 变形 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－１ 剪切与扭转的概念 三、扭转（变形） 三 扭转（变形） 当杆件上受到一对大小相等，转向相反，且 作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件上 作用平 垂直于杆件轴线的 作用时 杆件 的各个横截面将绕 杆的轴线发生相对 转动的变形。 转动的变形 轴： 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－２ 剪切与挤压 一、剪应力及其强度条件 一 剪应力及其强度条件 １、剪力Ｑ： 作用在剪切面上的内力，它与剪切面相切。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４２ ４－２ 剪切与挤压 ２、剪应力及其强度条件 ２ 剪应力及其强度条件 １）剪应力：若把作用在剪切面的剪力按均布计 算，则（名义）剪应力： 算 则（名 ）剪应 Ｑ τ＝ Ａ 剪应力与剪切面相切，单位：Ｐａ或ＭＰａ 剪应 剪 相 单位 Ｐ 或ＭＰ ）强度条件 ２）强度条件 ： Ｑ τ ＝ ≤ ［τ ］ Ａ 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 ４－２ 剪切与挤压 二、挤压应力及其强度条件 二 挤压应力及其强度条件 １）挤压应力： Ｐｊ—挤
化工设备考试题A 一、填空题（每空1分、共20分） 1、压力容器按工艺用途可分为_____________、____________、____________和_____________ 容器。 2、《压力容器安全技术监察规程》按容器的_____________、____________、____________及容器在生产过程中的作用综合考虑，把压力容器分为三个类别。 3、压力容器用钢在出厂时的必检项目是_____________、____________ 、_____________、____________ 、_____________、____________ 。 4、边缘应力的两个显著特点是 _____________、____________。 5、在容器上开孔后，常用补强结构有___________、__________ 和_________。 6、大型立式容器常采用_______支座，大型卧式容器采用_______支座。 二、单项选择题（每题2分、共10分） 1、受气体压力作用的薄壁圆筒，其环向应力和轴向应力的关系是 （） A：环向应力是轴向应力的2倍； B：轴向应力是环向应力的2倍； C：环向应力和轴向应力一样大； D：以上都不是。 2、外压薄壁容器失稳的根本原因是（） A：容器所受外压力太大；B：容器实际受的外压力超过了容器的临界压力； C：容器所用材料的质量太差； D：容器的壁厚太薄。 3、16MnR是（） A：含锰量16%的高合金钢； B：含碳量1.6%的高碳钢； C：平均含碳量0.16%的低合金压力容器用钢；D：以上都不是。 4、压力容器在进行液压试验时，其试验应力应该满足的条件是 （）
化工设备基础知识 一、化工设备的概念 化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。 二、化工设备的分类 1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。 2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。 3、按受力情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在 1～16 kgf/cm2 之间）、中压设备（操作压力在 16～100 kgf/cm2 之间）高压设备、（操作压力在 100～1000 kgf/cm2 之间）和超高压设备（操作压力大于 1000 kgf/cm2） 三、化工容器结构与分类 1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。 化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成. 1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。 2）封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接（焊接）两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。 3）密封装置化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式连接，容器接管与外管道间可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。 4）开孔与接管化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。 5）支座化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。 6）安全附件由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。 2、分类从不同的角度对化工容器及设备有各种不同的分类方法，常用的分类方法有以下几种。
《生物化学》第01章在线测试 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、下列含有两个羧基的氨基酸是： A、组氨酸 B、赖氨酸 C、甘氨酸 D、天冬氨酸 2、维持蛋白质一级结构的主要化学键是： A、二硫键 B、离子键 C、肽键 D、氢键 3、亚基出现在蛋白质的 A、一级结构 B、二级结构 C、三级结构 D、四级结构 4、蛋白质变性不包括： A、氢键断裂 B、盐键断裂 C、肽键断裂 D、疏水键断裂 5、含有两个羧基的氨基酸是 A、精氨酸 B、天冬氨酸 C、苯丙氨酸 D、组氨酸 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分） 1、蛋白质变性是因为： A、氢鍵破坏 B、肽鍵断裂 C、空间结构破坏 D、亚基解聚 E、水化膜破坏和电荷被中和 2、蛋白质的二级结构包括: A、α-螺旋 B、无规卷曲 C、β-折叠 D、β-转角 E、胶原蛋白的三股螺旋 3、下列哪些是碱性氨基酸？ A、酪氨酸 B、精氨酸 C、组氨酸 D、赖氨酸 E、缬氨酸
4、蛋白质溶液的稳定因素是 A、粘度 B、水化膜 C、α-螺旋结构 D、异化电荷 E、同性电荷 5、组成人体蛋白质的氨基酸 A、都是α-氨基酸 B、除甘氨酸外都是L型氨基酸 C、都是β-氨基酸 D、除甘氨酸外都是D型氨基酸 E、除甘氨酸外都是D型氨基酸或L型氨基酸 第三题、判断题（每题1分，5道题共5分） 1、（本题空白。您可以直接获得本题的1分） 2、（本题空白。您可以直接获得本题的1分） 3、（本题空白。您可以直接获得本题的1分） 4、（本题空白。您可以直接获得本题的1分） 5、（本题空白。您可以直接获得本题的1分） 《生物化学》第02章在线测试 第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分） 1、尼克酰胺在体内的活性形式是: A、TPP B、NAD+ C、FAD D、FH4 2、乳酸脱氢酶一般是由两种亚基组成的四聚体，共形成几种同工酶？ A、1种 B、2种 C、3种 D、4种 3、酶促反应中，决定反应特异性的是 A、酶蛋白 B、金属离子 C、辅酶 D、辅基 4、下列哪种辅酶中不含有维生素 A、CoA B、FAD C、NAD D、CoQ 5、乳酸脱氢酶一般是由几种亚基组成的四聚体，共形成五种同工酶？ A、2 B、3 C、4 D、5 第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分）
郑州大学化学学院2011级学生综合素质测评 实施细则 第一章总则 第一条为全面推进学生素质教育，加强对学生的科学管理，进一步改进我年级学生的思想政治教育，促进学生德、智、体、美、劳等全面发展，根据《郑州大学学生综合素质测评实施办法》，结合2011级实际，制定本实施细则。 第二条学生综合素质测评的内容包括德育素质、智育素质、体育素质、美育素质和劳动素质等5个方面。 第三条学生综合素质测评各项内容的评分比例及计算方法： 总成绩（100分）＝德育素质和美育素质（21分）＋智育素质（70分）＋体育素质（7分）＋劳动素质（2分）。 总成绩由上述五项组成，每项最后折算分不得高于上式括号中的最高分值。 第四条学生综合素质测评的分项成绩和总成绩实行学年累计排序，作为评定优秀学生奖学金、评选三好学生、优秀学生干部和优秀毕业生、推荐免试硕士研究生和毕业生就业等工作的主要依据，记入学生本人档案。 第五条本细则适用于在郑州大学化学与分子工程学院2011级接受普通高等学历教育的全日制本科学生。 第六条学生综合素质测评每学年进行一次，从每学年开始至下一学年开始前（应届毕业生提前至毕业前3周）为一个学年评测周期。 第二章评分细则 （一）德育素质和美育素质（最高21分） 1、思想政治（最高3分） 在学年测评周期内，学生无故缺席学校、院系和年级（班级）组织的各项政治教育活动（党课等）1次扣0.5分，迟到早退者扣0.3分；累计达到6次及以上的，本项测评成绩为0分。 2、遵纪守法（最高3分） 存在以下行为者，将按照有关规定给予处理：①违反校纪，受我院通报批评者，一次扣0.5分，受学校通报批评者扣1分，受学校警告以上处分者扣3分；②考试中被监考老师予以警告者，一次扣0.5分。③早晨旷操，晚自习缺勤，上课缺勤一次扣0.5分，旷操六次及其以上者此项按0分算。 在学年测评周期内，学生违犯学校纪律受到警告、或者严重警告、或者记过、或者留校察看处分的，其学年德育素质和美育素质成绩按照不及格处理，直接按照8.4分计算，不再进行分项综合评价。 3、道德修养（最高3分） 在学年测评周期内，学生违反学校纪律受到学校点名批评，每次扣1分，受到院系批评，每次扣0.5分。 4、诚实守信（最高2分） 在学年测评周期内，学生恶意欠缴学校学费及有关费用，考试作弊或者剽窍他人研究成果，向学校或者院系以及年级（班级）提供个人或者家庭虚假信息，扣1分。在综合测评和评优评先工作中有弄虚作假和舞弊行为者扣2分。 在早操签到中代签与被代签者一次扣0.5分，可累计，四次及其以上者此项成绩为0。 5、学习态度（最高3分） 参加竞赛（英语竞赛、数学建模竞赛、挑战杯大赛等）获全国一等奖加2分，二等奖加1.5分，三等奖加1分，优秀奖加0.7分。获省级一等奖加1分，二等奖加0.7分，三等奖加0.5分，优秀
化工设备基础知识 第一章轴轴的主要作用是用来支撑和固定旋转传动零件，常见的轴有直轴和曲轴两种。一、直轴的分类：根据承受荷载的情况不同，直轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。 1、心轴：心轴工作时主要用来支撑转动零件，承受弯矩而不传递运动，也不传递动力。心轴随零件转动的（如火车轮轴）称为活动心轴，不随零件一起转动的（如自行车轴、滑轮轴）称为固定心轴，它们承载时均产生弯曲变形。 2、转轴：转轴既要支承旋转零件还要传递运动和动力，如机床主轴、减速机齿轮轴、搅拌轴等。这类轴在外力作用下将产生弯曲变形和扭转变形。 3、传动轴主要用来传递扭矩，它不承受或承受较小的弯矩，如汽车、拖拉机变速箱与后轮轴间的传动轴。 轴的材料：选取轴用材料主要取决于轴的工作条件载荷和加工工艺等综合因素，除满足强度、刚度、耐磨性外，还要求对应力集中敏感性小，常用碳素钢、合金钢的锻件和轧制圆钢做为轴的毛坯。 碳素钢对应力集中的敏感性较小，其机械性能可通过热处理进行调整，比合金钢价廉，所以应用最广，常用30、40、45、50 号钢，其中45 号钢最常用。对于非重要或受载荷较小的轴可用Q235、Q237 等普通碳素结构钢。 合金钢可淬性好，且具有较高的机械性能，常用于传递较大功率并要求减小尺寸和重量以及提高轴颈耐磨性的场合。 合金铸铁和球墨铸铁也常用来做轴的原因是铸造成型容易得到较复杂且更合理的形状，铸造材料吸振性高，并可用热处理的方法提高耐磨性，对应力敏感性较低，且价廉。但铸造质量不易控制，可靠性较差，需慎用。 二、轴的结构 轴的外形通常作成阶梯形的圆柱体。轴上供安装旋转零件的部位叫轴头，轴与轴承配合部分叫轴颈，轴的其他部分叫轴身轴的设计与选择要考虑很多因素的影响，在满足不同截面的强度和刚度要求的同时，还要便于轴上零件的固定、定位、拆装、调整，尽可能减小应力集中以提高轴整体的疲劳强度，以及轴本身的加工工 艺性。 旋转零件一般要随轴旋转传递运动和动力，零件在圆周方向和轴线方向都需要确定他们之间的相对位置以保证各零件正常的工作关系。
郑州大学 2003年攻读硕士学位研究生入学试题适用专业：化学工艺、应用化学、环境工程 考试科目：物理化学 一、简答（40分，每小题5分） 1、自然界中存在温度降低，但熵值增加的过程，判断正误，并说明原因，请举一实例说明。 2、试说明水的冰点比它的三相点低0.01℃的原因。 3、在等压下，无论用什么手段进行一个A+B=C的反应，若△r H m>0，则该反应一定为吸热反应。判断正误，并说明原因。 4、298K时A、B和C彼此不发生化学反应，三者所形成的溶液与固相A和由B和C组成的气相同时平衡，则该体系的自由度数F为多少？平衡共存的最大相数P为多少？在恒温条件下，如果向溶液中加入组分A，则体系的压力将如何变化？若向溶液中加入B，则体系的压力又将如何变化？ 5、简述科尔劳施离子独立运动定律。 6、试用描述液体蒸汽压与弯曲液面曲率半径关系的开尔文公式解释毛细管凝结现象。
7、简述碰撞理论要点。 8、已知某分子两个能级的能量分别为ε1=6.1×10-21J，ε2=4×10-21J，相应的简并度为g1=3，g2=5。若使两能级上分布的离子数之比n1：n2=0.634：1，则需要控制温度为多少度？ 二、（15分）在25℃，pθ下，化学反应 A（s）+ B(l) =C（l）+ D（g） 的△r H mθ=—152.42kJ·mol-1。若上述反应在电池中可逆进行，可做做大电功147.26 kJ。计算化学反应的△U、△H，△S，△A，△G。 三、（15分）在373K、101.325kPa下，1mol液态水在真空瓶中挥发为同温、压力为30.398kPa的水蒸气，此过程吸热46.024kJ。试计算W、△U、△H、△S、△G。（计算时可以作合理的近似） 四、（10分）吸烟对人体有害，香烟中的尼古丁系致癌物质，经分析得知，其中含有9.3%的H，72%的C和18.70%的N，现将0.6g尼古丁溶于12.0g的水中，所得溶液在101325Pa 下的凝固点为-0.62℃，试确定该物质的化学式（已知水的 K f=1.86K·kg·mol-1）
联合培养研究生协议 甲方：郑州大学化学 乙方： 为进一步完善和发展在研究生教育领域的合作，提高研究生培养质量，探索研究生教育的新机制和新模式。郑州大学化学与分子工程学院（甲方）和（乙方）根据《中华人民共和国合同法》，在平等互利、讲求实效原则的基础上，经充分、友好协商，就研究生联合培养合作内容达成一致共识，并作为合作实施要约。 一、联合培养研究生注册于甲方，由甲乙双方联合培养。甲乙双方根据《郑州大学研究生教学管理暂行办法》对研究生进行管理，确保研究生的培养质量。 二、甲方按照郑州大学硕士研究生导师条件聘请乙方推荐的具有高级职称的专业技术人员为兼职硕士研究生导师，与甲方的硕士研究生导师共同指导硕士研究生的研究工作。 三、乙方同意并接受甲方委托，从年月日至年月日联合指导硕士研究生。 四、联合培养研究生培养计划中所列课程的学习原则上在甲方完成，学位论文工作在乙方完成；乙方为其指定指导教师并配备相应科研条件。 五、联合培养研究生申请学位论文答辩的条件，应符合甲方的有关规定，同时也应符合乙方的有关规定，或根据双方协商确定的标准执行。 六、在联合培养期间，若联合培养研究生所发表的论文第一作者单位为郑州
大学，则乙方导师为通讯作者，甲方导师为第二通讯作者。联合培养研究生在按照甲方毕业最低要求发表足够论文篇数后，后续论文、专利等科研成果的署名单位，由双方根据实际工作内容协商，相关费用由第一署名单位提供。 七、联合培养研究生论文中的内容或涉及的技术、方法受知识产权法律法规的制约，研究生不得擅自转让和独家发表或公布该论文。 八、论文选题、中期考核、预答辩及最后答辩在甲方进行，甲方负责相关费用。 九、联合培养研究生的毕业论文完成时，应在论文的适当位置明确注明其在乙方联合培养期间的导师姓名。论文答辩时，应由甲方指定答辩地点，并以甲方导师为主要答辩委员，可以邀请乙方导师参加。 十、联合培养研究生在乙方开展学位论文工作期间，由乙方负责联合培养研究生在联合培养期间的住宿，乙方导师根据该生实际工作情况给予适当补贴。 十一、联合培养研究生在乙方联合培养期间，仍享有甲方提供给在校学生的各项权益和待遇。 十二、在乙方学习期间，由乙方负责研究生的日常管理（包括临时党组织关系等）以及人身安全等工作。 十三、对严重违反规章制度或明显不适于相关科研工作的联合培养研究生，乙方有权将该学生退回甲方。 十四、附则 1.甲、乙双方如有一方欲终止本协议，需提前一个月向另一方提出书面说明材
中石油华东《化工设备设计基础》2016年秋学期在线作业（二） 一、判断题（共20 道试题，共100 分。） 1. 基本风压值是以一般空旷平坦地面、离地面10m高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 2. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 3. 由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，他们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 4. 受外压作用的长圆筒其临界压力与圆筒的长度、直径、壁厚及材料种类有关。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 5. 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 6. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生失稳。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 7. 内压薄壁圆筒形压力容器的壁厚公式是按照弹性失效设计准则利用第三强度理论推导出来的。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 8. 安全系数是一个不断发展变化的数据，按照科学技术发展总趋势，安全系数将逐渐变小。 A. 错误
B. 正确 正确答案： 9. 不论是压力容器法兰还是管法兰，在我国现行的标准都是一个。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 10. 强度设计准则是保证构件不发生强度破坏并有一定安全余量的条件准则。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 11. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 12. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 13. 当短圆筒的长度增加到某一值，封头对筒体能起到的支撑作用，开始完全消失，该短圆筒的临界压力将下降到与长圆筒的临界压力相等，这个长度值称为临界长度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 14. A. 错误 B. 正确 正确答案： 15. 对内压容器，考虑其刚性需要，要规定其相应的最小厚度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 16. 压力容器设计中规定最小厚度的原因主要是考虑低压薄壁容器在制造、运输及安装过程中的强度需要。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 17. 压力容器壁厚计算公式中的焊缝接头系数取决于主要取决于焊缝的接头形式和无损检测的比例，无损检测的比例越大，焊缝接头系数就越小。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 18. 法兰联接密封的原理是：借助螺栓的压紧力，压紧法兰间的垫片并使之填满法兰密封
1．外压容器 容器内外的压力差小于零叫外压容器。 2．边缘应力 由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值 以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度 由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器 对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。 6．等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体 一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力 将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准压力等级就是公称压力。 9．计算压力 在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R 20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。 11．设计压力 设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。 14．临界压力 导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 二、判断是非题（正确的划√，错误划×） 1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。 （×） 2．设计压力为4MPa 的容器为高压容器。 （×） 3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。 （×） 4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。 （√） 5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。 （×） 6．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。 （√） 7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。 （√） 8．边缘应力具有自限性和局限性。 （√） 9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。 （×） 10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。 （×） 11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来 （√） 12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。 （×） 13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×） 14．塔的最大质量出现在其水压试验时 （√） 15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。 （×） 16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。 （×） 17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。 （×） 18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。 （×） 19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√）
化工设备基础课程设计 第一章设计方案的确定.............................................................. 错误!未定义书签。 1.1 液氨储罐选型................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 液氨储罐选材.................................................................. 错误!未定义书签。第二章储罐的工艺设计.............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 筒体壁厚设计.................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 筒体封头设计.................................................................. 错误!未定义书签。 2.3 校核罐体及封头的水压试验强度.................................. 错误!未定义书签。 2.4 人孔设计.......................................................................... 错误!未定义书签。 2.5 人孔补强.......................................................................... 错误!未定义书签。 2.6 接口管.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.6.1 液氨进料管......................................................... 错误!未定义书签。 2.6.2 液氨出料管.......................................................... 错误!未定义书签。 2.6.3 排污管.................................................................. 错误!未定义书签。 2.6.4 液面计接管.......................................................... 错误!未定义书签。 2.6.5 放空接口管.......................................................... 错误!未定义书签。 2.7 鞍座................................................................................ 错误!未定义书签。 2.7.1 罐体质量................................................................ 错误!未定义书签。 2.7.2 封头质量................................................................ 错误!未定义书签。 2.7.3 液氨质量................................................................ 错误!未定义书签。 2.7.4 附件质量................................................................ 错误!未定义书签。第三章设备总装配图.................................................................. 错误!未定义书签。 3.1 设备总装配图................................................................ 错误!未定义书签。 3.2 储罐技术要求：............................................................ 错误!未定义书签。 3.3 设计技术特性表............................................................ 错误!未定义书签。第四章设计总结.......................................................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................................................................ 错误!未定义书签。
以下是国内化工专业大学排名： 1天津大学 2清华大学 3华东理工大学 4浙江大学 5大连理工大学 6北京化工大学 7中国科学院大连化学物理研究所 8华南理工大学 9南京工业大学 10北京理工大学 11湖南大学 12南京理工大学 13四川大学 14中南大学 15哈尔滨工业大学 16厦门大学 17浙江工业大学 18东北大学 19青岛科技大学 20西北大学 21广西大学 22大庆石油学院 23沈阳化工研究院 24西南石油学院 天大是全国化学化工类的龙头老大。厦大和中科院理科强，川大的分化强。 排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级 1 天津大学 A+ 15 西北大学 A 29 福州大学 A 2 大连理工大学 A+ 16 上海交通大学 A 30 合肥工业大学 A 3 北京化工大学 A+ 17 浙江工业大学 A 31 华中科技大学 A 4 清华大学 A+ 18 青岛科技大学 A 32 南昌大学 A 5 华东理工大学 A+ 19 江南大学 A 33 中国矿业大学 A 6 华南理工大学 A+ 20 哈尔滨工业大学 A 34 北京大学 A 7 浙江大学 A+ 21 厦门大学 A 35 西安交通大学 A 8 中国石油大学 A+ 22 武汉理工大学 A 36 北京科技大学 A 9 南京工业大学 A+ 23 河北工业大学 A 37 陕西科技大学 A 10 四川大学 A+ 24 辽宁石油化工大学 A 38 兰州大学 A 11 北京理工大学 A 25 湘潭大学 A 39 广东工业大学 A 12 南京理工大学 A 26 湖南大学 A 40 长春工业大学 A 13 中南大学 A 27 江苏工业学院 A 41 山东大学 A 14 太原理工大学 A 28 郑州大学 A B+ 等 (62 个 ) ：湖南科技大学、东南大学、武汉大学、广西大学、燕山大学、吉林大学、西南石油大学、武汉工程大学、昆明理工大学、哈尔滨工程大学、大
郑州大学化工与能源学院 工业催化专业硕士研究生(学术型)培养方案 学科门类：工学 一级学科：化学工程与技术专业代码：0817 二级学科：工业催化专业代码：081705 工业催化学科(学科代码081705)隶属于化学工程与技术一级学科。本学科主要从事新型、环境友好催化剂制备、表征及催化性能研究和工业应用开发。工业催化在国民经济中具有十分重要的意义。 本专业于自八十年代在化工工艺专业工业催化方向就开始招收硕士生,化工学院2004年开始按工业催化专业招生。化工与能源学院该方向现有博导1人,教授 5人，副教授3人，具有博士学位的教师 6 人。拥有各种催化剂的测试、评价装置及催化剂物理性能及其表面结构和体相结构测试系统。 以沸石分子筛合成及在石化催化反应中的应用为主要特色，曾承担纵向、横向研究项目数二十余项，“钠水玻璃合成L沸石的研究”、“甲苯定向氯化合成对氯甲苯”等二十余项研究成果通过省部级鉴定，其中LB型低汽气比高变催化剂产业技术开发通过了国家发改委组织的国内知名专家鉴定，技术处于国际先进水平；首创的电化学法合成维生素K3、烟酸等项目的开发成功，为有机化工产品的电化学合成开辟了一条低能耗、低污染、高效益的新路，达国际先进水平。共获省部级奖励近十项，多种催化剂已推广应用。发表论文200余篇，SCI、EI收录四十余篇，获中国发明专利一项。已出版专著两本“实验设计数据处理与计算机模拟”和“催化工艺开发”。2008年获得河南省创新团队。 研究内容： 1、新型催化材料和新催化反应的开发：研究分子筛、分子筛膜、钠米材料等催化新材料的设计、制备和应用性能，探索催化材料结构与催化性能的关系，应用于石油化工,石油炼制.石油替代能源，研究催化与分离一体化技术。 2．环境友好的化工过程——有机电催化技术主要从事新领域精细化学品的开发及有机电合成新工艺的研究， 3．催化反应动力学的动态研究应用表面与胶体化学,研究催化剂的扩散吸附、表面反应、脱附等动力学行为，为阐明催化作用机理和催化剂的制备提供理论依据。
2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 1、图示三角形支架ABC ，A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处B 悬挂有重物G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[σ]=120MPa 。AB 、BC 两杆直径d 分别为25mm 、30 mm 。试校核此支架是否安全。(已知A 、B 、C 三处均为铰接)。(AB 和BC 两杆的重量不计)（本题15分） 2sin 30 2306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?==== （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= 1 ()02 ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l 3 12 1 3 22 251.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??= ==<= ?
（5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分） 3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝0.5D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 111640MPa πx x P M M W d τ= = =10045m=45mm d = =.() max234221640MPa π1x x P M W D τα===- 20046m=46mm D = =.() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =1()() 2 M x qx l x = -() 0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???= ===?
设备基础知识竞赛参考题及答案 一、机械基础部分 1、 金属材料的机械性能包括那些？ 答：强度、硬度、塑性、脆性、韧性、疲劳和蠕变。 2、 材料受载荷作用的形变形式有那几种？ 答：拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲五种。 3、 4、化工常用静止设备有哪几种？ 答：容器、塔器、换热器和反应器等。 5、零件圆柱尺寸为Φ25 ，请问该零件基本尺寸是多少？上偏差是多少？下偏差是多少？公差是多少？ 答：基本尺寸是直径25mm；上偏差是0.015mm；下偏差是0.05mm；公差是0.065mm。6、零件的配合有哪几种？ 答：有间隙配合、过渡配合、过盈配合。 7、三视图的投影规律是什么？ 答：主俯长对正、主左高平齐、俯左宽相等。 8、说明阀门型号J41H-16 D 80中各符号的含义？ 答：①J-截止阀，4-阀兰连接，1-直通式，H-阀座密封面材料为合金钢，16-公称压力为1.6MP a ②D 80是公称直径为80mm。 9、简述离心泵的工作原理？ 答：在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成
了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。 10、我公司为什么要对阀门传动丝杆、设备螺栓进行润滑或防锈处理？ 答：传动丝杆和设备连接螺栓长期暴露在空气当中，由于空气里含有水分等，长期不使用，不润滑易腐蚀，所以需要润滑或防锈处理。 11、泵轴密封的作用是什么？ 答：泵的轴密封是用来阻止泵内液体向外泄漏，同时也防止空气进入泵腔。 12、离心泵流量不足的原因有那些？ 答：①吸入管或泵的进口堵塞，吸入管阻力过大。 ②叶轮吸入口口环磨损，间隙过大。 ③泵的转向不对或叶轮装反。 ④出口阀未打开或开度太小。 13、离心泵振动大的原因是什么？ 答：①泵转子或驱动机转子动平衡不合要求。②连轴器找正不合要求。③轴承磨损、间隙过大。④地脚螺栓松动。⑤基础不牢固。⑥轴弯曲。⑦支架不牢固引起管道振动。⑧泵体内部磨损。⑨转子零件松动或破损⑩叶轮中有杂物。 14、轴承温度高的原因有那些？ 答：①轴承间隙过大或过小。②轴承安装不正确。③轴承磨损或松动。④轴承缺油、加油过多或油质不良。⑤轴承内有杂物。 15、轴承温度的允许值是多少？ 答：滑动轴承：＜80℃；滚动轴承：＜95℃。 16、离心式鼓风机由那些部件组成？ 答：机壳、转子组件（叶轮、主轴）、密封组件、轴承、润滑装置及其他辅助零部件组成。 17、罗茨风机风量不足、风压降低的原因？ 答：①叶片磨损间隙增大。②传递带松动达不到额定转数。③密封或机壳漏气。④管道阀兰漏气。 18、对于有机械密封的泵类设备启动或停止泵运行时应注意什么？ 答：因机械密封动、静环之间的运动依靠液体润滑和冷却在启动泵之前，需要打开入口阀，让液体充满空间形成良好的润滑；停止转动后在关闭阀门，防止无冷却润滑液体磨损。19、无缝钢管：“Φ159×4×6000”各符号表示什么意思？ 答：Φ159-无缝钢管外径159mm；4-无缝钢管厚度4mm；6000-无缝钢管长度6000mm。 20、材料在加工或使用过程中所受的外力叫载荷，按其作用性质不同可分为哪三种载荷？答：①静载荷。②冲击载荷。③交变载荷。 21、碳素钢按含碳量分为哪几类，其含碳量的范围？ 答：碳素钢按含碳量分为3类，低碳钢（含碳量为0.05～0.25%）；中碳钢（含碳量为0.3～0.55%）；和高碳钢（含碳量为大于0.6%）