水工艺设备基础
第一章水工艺设备常用材料
1、水工艺设备常用的金属材料：主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、金属材料的基本分类：
3、钢的分类：
按化学成分分类：主要分为碳钢和低合金钢
按质量分类：按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢 S≤0.055％；P≤0.045％；
优质钢 S、P均应≤0.040％；
高级优质钢 S≤0.030％；P≤0.035％
按用途分类：主要可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
4、普通碳素结构钢：这类钢主要保证机械性能，故其牌号用Q+数字表示。若牌号后面标注A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢（脱氧不完全的钢），未加标注的为镇静钢。例如：Q235-A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。这类钢按其屈服强度的大小有Q19
5、Q215、Q255、Q275等牌号。
5、合金结构钢：这类钢的编号是利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。前面的两位数字代表钢中平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素。元素后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。如果低于1.5％，则不标含量。如果大于1.5％、2.5％、3.5％....，则相应的以2、3、4....表示。例如 12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12％，平均含铬量小于1.5％，平均含镍量为3％。若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字，例如20Cr12Ni14WA。
6、金属材料的化学成分（C、P、S）硫、磷元素多了会有哪些不好？
S含量必须严格控制，硫不溶于铁，以FeS形式存在，与Fe形成低熔点的共晶体，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。硫含量高还使材料的断裂韧性降低。
P磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑型和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。
Si可以提高钢的强度硬度弹性，降低塑性和韧性，提高钢的耐蚀性和耐热性。
7、金属材料的物理性能：密度、熔点、热膨胀系数、导热性、导电性以及弹性模量等。
8、金属材料的机械性能：主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性。
9、什么是黑色金属、有色金属？
工业上钢铁称为黑色金属，除钢铁以外的金属称为有色金属。有色金属及其合金具有良好的耐腐蚀性和耐低温性能。在水处理工程、化工机械与设备制造中应用较多的有色金属，主要有铜、铝、钛、铅、镍及其合金。
10、无机非金属材料包括哪些？
如天然岩石、铸石、陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥等。在水工艺设备中应用较多的主要有传统陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、特种陶瓷、金属陶瓷和搪瓷。
陶瓷性能：不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性、高度硬度和良好的抗压能力，脆性很高，对温度剧变的抵抗力很低，抗拉抗弯性能差。
11、蠕变：高聚物在室温下承受力的长期作用时，发生的不可恢复的塑性变形称为蠕变。
疲劳强度：零件或构件在工作过程中受到
12、滞后与内耗：高聚物承受周期性荷载的时，出现应变落后于应力，既造成应变的滞后。由于应变对应力的滞后，在重复加载时，就会出现上一次的变形还未来得及回复，或分子链的构象未跟上改变，又施加上了下一次荷载，于是造成了分子间的内摩擦，产生所谓内耗，而那部分未来得及释放、由变形所产生的弹性储能转变为热能。内耗的存在会导致高聚物温度的升高，加速其老化：但内耗能吸收振动波，有利于改善高聚物的减震性能。
13、什么是复合材料？
复合材料就是由两种或更多种的物理和化学本质不同的物质，人工制成的一种多相固体材料。
14、复合材料的分类：总得分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
15、复合材料的性能特点：（1）比强度和比刚度高（2）抗疲劳性能好（3）减振能力强（4）高温性能好（5）断裂安全性高
第二章材料设备的腐蚀、防护与保温
金属的化学腐蚀
A、金属氧化及其氧化膜
B、钢铁的气体腐蚀（高温氧化、脱碳、氢蚀、铸铁的肿胀）
1、常见的化学腐蚀类型：干燥气体介质的腐蚀（氧化、硫化、卤化、氢蚀等）、液体介质的腐蚀（非电解质溶液的腐蚀、液态金属的腐蚀、低熔点氧化物的腐蚀等）等。
2、钝化：钝化能千百倍地提高金属的耐蚀性。钝化就是金属与介质作用后，失去其化学活性，变得更为稳定的现象。钝化产生的原因较为复杂，目前较为普遍接受的是成膜理论和吸附理论。
成膜理论：当金属溶解时，可在金属表面生成一层致密的、覆盖性良好的固体产物，将金属和溶液机械地隔离开来，降低金属溶解速度，使金属钝化。
吸附理论：在金属表面或部分表面上形成氧或含氧离子的吸附层，这种吸附层改变了金属/液体的表面的结构，使金属反应活化能显著升高，与腐蚀介质的反应速度将显著减小。
3、什么是氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀？
以氢离子还原反应为阴极过程的腐蚀称为氢去极化腐蚀，简称析氢腐蚀。
在中性和碱性溶液中，由于氢离子的浓度较低，析氢反应的电位较负，金属腐蚀过程的阴极反应不是析氢反应，而是溶液中的氧的还原反应，此时腐蚀去极化剂是氧分子。这类腐蚀称为氧去极化腐蚀，简称吸氧腐蚀。
4、全面腐蚀：特征是腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。水工艺设备发生的腐蚀多属于这种情况。
5、局部腐蚀：如果腐蚀集中在金属表面局部区域，而其他大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。
应力作用下的腐蚀：应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳和磨损腐蚀
6、微生物腐蚀的原理、表现及抑制措施：
原理：微生物腐蚀并非微生物本身对金属具有侵蚀作用，而是他们生命活动的结果直接或间接地对金属腐蚀过程产生影响。
表现：a 、代谢产物具有腐蚀作用。如产生硫酸、有机酸等；b 、改变环境介质条件。如改变溶液PH 值、溶解氧浓度、盐浓度等；c 、影响电极极化过程；d 、破坏非金属保护覆盖层或缓冲剂的稳定性。
抑制措施：a 、使用杀菌剂或抑菌剂；b 、改变环境条件 提高介质的PH 或温度、改善通气条件、减少有机物营养源等；c 、覆盖防护层；d 、阴极保护 阴极保护使构件表面附近形成碱性环境，抑制细菌活动。
7、设备的电化学保护：按照原理不同，可分为阴极保护和阳极保护。
8、怎样实现阴极保护和阳极保护？
阴极保护：1）外加电流的阴极保护 将被保护的金属设备与直流电源的负极相接，进行阴极极化。2）牺牲阳极的阴极保护 在被保护的金属设备上连接一个电位更负（相对于被保护的金属设备而言）的金属，使被保护金属设备发生阴极极化。
阳极保护：阳极保护适合于那些电位正移时，金属设备在所处的介质中有钝化行为的金属-介质体制。某些活性阴离子含量高的介质中不宜采用阳极保护，因为这些活性离子在高浓度下能局部地破坏钝化膜并造成孔蚀。
设备腐蚀防护技术原则：
1、 除正确选材外，具体还包括防蚀材料的选择，防蚀结构设计，防蚀强度设计以及满足防蚀要求的加工方法。
设备保温的目的：1、减少热损耗，节能，降低总费用 2、满足热水用户的使用要求3、保障一定的劳动卫生条件，保障人身安全
什么时候要设备保温：
1)当管道或设备外表面的温度≥50°C 时;
2)要求介质温度保持稳定的管道和设备;
3)为防止管道、设备中的介质冻结或结晶时;
4)管道、设备内介质温度较高，需经常操作维护而又容易引起烫伤的部位;
5)寒冷地区敷设在地沟、吊顶、阁楼层以及室外架空的管道。
保温材料：要求热导系数越小越好
第三章 、水工艺设备理论基础
1、容器的结构：容器一般由筒体、封头、法兰、支座、进出管口及人孔、视镜等组成，它们统称为水工艺设备的通用零部件。
2、什么是薄壁容器、厚壁容器？（区分）
通常根据容器外径0D 与内径i D 的比值k 来判断，K=i 0/D D ＜1.2或k=δ/i D ＜0.1为薄壁容器；K=i 0/D D ≥1.2或k=δ/i D ≥0.1为厚壁容器。水工艺中使用的容器一般为薄壁容器。
5、边缘应力
当薄壁壳体的几何形状、加载方式和边界条件没有连续性，此时壳体将在不连续的区域中引起显著的弯曲应力和弯曲变形，因而必须考虑弯矩对壳体的影响。
局部性：随着离开边缘处距离的增大，边缘应力则迅速衰减，且壳壁越
薄，衰减得越快。
自限性：边缘应力是由边缘部位的薄膜变形不连续而所引起的，一旦材料产生了局部的塑性变形，其间的相互约束就开始缓解，变形趋于协调，边缘应力也就降低。
6、机械传动的主要方式有哪些？
（1）齿轮传动 （2）链传动
7、齿轮传动的形式有哪些？
根据一对齿轮在啮合过程中，其传动比（2112/i ωω=）是否恒定，可分为： 1）定传动比（即12i =常数）传动的齿轮机构 因为在这种齿轮机构中的齿轮都是圆形的，所以又称为圆形齿轮机构。 2）变传动比（即12i 按一定的规律变化）传动的齿轮结构 因为在这种齿轮机构中的齿轮都是非圆形的，所以又称为非圆形齿轮机构。
根据两齿轮啮合传动时其相对运动是平面运动还是空间运动，又可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两类。
8、机械制造工艺有哪些加工方法？
主要方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工和热处理。
9、压力加工、焊接的基本形式
金属压力加工的方式有轧制、拉丝、挤压、自由锻造、模型锻造、薄板冲压等。
焊接的方法很多，大体上可分为三类，即熔化焊、压力焊和钎焊。 热向流q ：热量传递不能沿着等温面进行，热量传播需穿过等温面，单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度。等温面上某点以通过
第五章
1、法兰有那些形式？
法兰连接法兰、承插法兰、平焊环松套板式法兰，翻遍松套板式法兰、法兰盖
2、 管法兰及其密封面和密封垫片各有哪些形式?如何选用管法兰及其密封面和密封垫片?
答:管法兰的类型很多，常用的有以下七种:
板式平焊法兰:仅适用中低压容器(PN=1.0MPa),并不得用于有毒、易燃、易爆以及真空度要求较高的场所。
带颈平焊法兰:适用的压力范围较广
带颈对焊法兰:有很高的承载能力，适用于中高压场所。
承插法兰:在法兰和钢管之间仅有单面填角焊，只适用于DN=50mm 的小口径管道上，且公称压力不得大于10MPa
平焊环松套板式法兰:适用的公称压力较低(PN=1.6MPa),适用于具有腐蚀性介质或有色金属管道系统。
翻边松套板式法兰:其密封面仅有突面-一种形式，其适用的公称压力和公称直径较平焊环松套法兰更小。
法兰盖:与法兰相匹配。
管法兰密封面形式:全平面、突面、榫槽面、凹凸面、环连接面
管法兰的密封垫片:
石棉橡胶板垫片:可以用于全平面法兰，也可以用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。其厚度一般为 2 3mm。
柔性石墨复合垫片:性能良好，是石棉橡胶垫片的代用品。
聚四氟乙烯包覆垫:压力一般不应大于4. 0MPa,温度不超过200 300C,且只适用于突面密封面。
金属缠绕垫:其型式与压力容器法兰用的完全相同。
金属齿形组合垫:适用于公称压力为6.3、16MPa的中高压管道，适用的密封面为突面和凹凸面。
金属环垫:适用于高温高压系统。
3、卧式容器和立式容器的支座分别有哪些形式?卧式容器为什么一般采用双支座?答:卧式容器的支座形式:鞍座、圈座、支撑式支座(支腿)三种
立式容器的支座形式:腿式支座、支撑式支座、耳式支座和裙式支座
理论.上说卧式支座容器的支座数越多，容器壁相对于两个支座产生的应力就越小，但由于各个支座地基下沉的不均匀性，基础水平度的误差，容器筒体的弯曲度，简体的圆度以及筒体各部分在受力挠曲时相对变性差异等实际上很难避免的因素，造成了支座反力分布不均，不仅体现不出多个支座的优越性，反而使容器的局部应力增大，顾卧式容器一般均采用双支座。
4、压力容器法兰及其密封面和密封垫片分别有哪些形式?如何正确选用压力容器法兰及其密封面和密封垫片?
答:标准压力容器法兰有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰三种类型甲型类焊法兰适用于公称直径较小、公称压力也较小的容器
乙型平焊法兰适用于公称直径较大且公称压力也较大的容器
长颈对焊法兰适用范围最大，可用于中、高压压力容器
法兰密封面的形式:平面型密封面使用于内压较低且介质无毒的容器
凹凸型密封面
榫槽型密封面一般使用于有毒或易燃、易爆介质的容器
容器法兰密封垫片:
1) 非金属软垫片可用于以上三种类型的法兰上，但不适用于榫槽型的密封面。
2)缠绕式垫片只能用于乙型和长颈法兰
金属包垫片只能使用于乙型和长颈对焊法兰
6、管法兰的密封垫片：石棉橡胶板垫片、柔性石墨复合垫片、聚四氟乙烯包覆垫、金属缠绕垫、金属齿形组合垫、金属环垫
7、卧式容器支座有哪些？主要有鞍座、圈座和支承式支座三种。
8、立式容器支座有哪些？通常有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座。
9、安全泄放装置有哪些类型？
最常使用的安全泄放装置是安全阀和爆破片。
安全阀：主要由阀座、阀瓣和加载机构三部分组成。
安全阀的作用是保证压力容器安全运行而当容器超压时能自动泄放压力。
分类：（1）按加载方式的不同，有重锤杠杆式安全阀和弹簧式安全阀
（2）按阀瓣开启高度不同，弹簧式安全阀分为全启式和微启式
（3）按排放方式不同，安全阀分为全封闭式、半封闭式和敞开式
（4）按开启动力不同，安全阀可分为用工作介质的压力开启的直接作用式安全阀和借助于专门的驱动装置来开启的非直接作用式安全阀。
爆破片：主要由一块很薄的膜片和夹紧装置组成，夹紧装置可以是夹盘、管法兰和螺纹套管。
分类：爆破片断裂时，按受力变形，爆破片可分为四类：拉伸型、压缩型、剪切型和拉伸剪切型。
10、对填料的基本要求：
（1）单位体积（或重量）的表面积，即比表面积要大。
（2）具有良好的化学稳定性和物理稳定性，即耐氧化、耐腐蚀、耐高温、耐冲刷磨损，并具有较高的机械强度。
（3）空隙率要满足工艺上的要求，不同的水处理工艺设备对填料的空隙率要求不同，空隙率过小，水和气体通过的阻力将增大，并易于被杂质或反应生成物所堵塞。空隙率过大，则影响处理水的水质。
（4）易于再生，良好的填料应该易于再生。
（5）价格便宜，易于取得，运输和装卸方便。
11、水工艺设备中常用的填料：滤料；离子交换剂；吸附剂；蜂窝、斜管填料；除气塔、反应塔填料；软填料。
第六章、搅拌设备
1、搅拌设备的用途：通过搅拌在溶液中产生循环和剧烈的涡流，达到药剂与水快速充分混合的目的。
2、搅拌设备在工艺上分为哪几种？
水处理工艺对搅拌的要求可分为混合搅拌设备、搅动设备、悬浮搅拌设备、分散搅拌设备。
3、搅拌器的类型：按液体的循环流动形式，搅拌器又分成轴向流和径向流搅拌器。
4、常用的搅拌器：桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器等。
7、水工艺中常用的机械搅拌设备有哪几种?
答:溶液搅拌设备，混合搅拌设备，絮凝搅拌设备。
5、搅拌设备主要由哪几部分组成?
答:搅拌设备主要有搅拌器、传动装置及搅拌轴系三大部分组成
6、搅拌设备的功能是什么?在水处理工艺中，搅拌器主要作用是什么?简述其工作原理。答:搅拌设备的功能是通过搅拌在溶液中产生循环和剧烈的涡流，达到药剂与水快速充分混合的目的。在水处理工艺中，搅拌器主要作用是有:混合，搅动，悬浮，分散四种
搅拌设备工作原理:搅拌器通过自身的旋转把机械能传递给液体，一方面在搅拌器附近区域的流体造成高湍流的充分混合区，另一方面产生一股高速射流推动全部液体沿-定的途径循环流动，以此达到搅拌的目的。
第七章、曝气设备
1、曝气设备的分类：水处理中常用的曝气设备可分为以下几类：表面曝气设备、鼓风曝气设备、水下曝气设备、纯氧曝气设备和深井曝气设备等。
2、表面曝气：适用于中、小规模的污水处理厂。按照转轴的方向不同可以分为立式轴和水平轴式两类。
3、鼓风曝气设备：鼓风曝气系统由鼓风机、空气扩散装置（即曝气器）和空气输送管道所组成。
鼓风曝气系统的空气扩散装置主要分为：微气泡、中气泡、大气泡、
水力剪切、水力冲击及空气升液等。
4、微气泡曝气器：按其曝气板材质一般可以分为：刚玉微孔曝气器、橡胶膜微孔曝气器、聚乙烯微孔曝气器以及用多孔性材料（如陶粒、粗瓷等）高温烧结成的扩散板、扩散管和扩散罩。
5、水下曝气设备：按进气方式可以分为压缩空气送入与自吸空气式两类。
常用的水下曝气设备有：射流曝气机、泵式曝气机、自吸式螺旋曝气机、水下叶轮曝气器、两用曝气器和扬水曝气器等。
曝气的主要作用：1、充氧向活性污泥微生物提供足够的溶解氧以满足其在代谢过程中所需的氧量2、搅拌混合使曝气中各相物质处于悬浮状态
第八章、换热设备
1、换热设备的分类：
（1）按贮热容积的大小，分为容积式、半容积式、半即热式和快速式。容积式贮存的热水量最多，快速式没有贮热容积。
（2）按工作原理，分为间壁式和混合式。
（3）按换热器的构造分为管壳式、板式和螺旋板式。
（4）按换热器的放置，分为卧式和立式。卧式占地面积答，但所需空间高度低，立式则相反。
（5）按换热管的形式，分为列管式，固定U形管和浮动盘管式。
2、快速式换热器分为哪几种？
快速式换热器有壳程式、板式、螺旋板式等几种。
传统容器式换热器的优点：1、兼具换热贮热功能2、被加热水通过罐体阻力损失很小3、对热媒要求不严4、结构简单管理方便
缺点：1、传热效果差2、容积利用率低3、体积大一次性投资高4、水质易受污染5、不节能
新式卧式容积式换热器特点：提高了传热系数。提高容积利用率。面积小。钢材用料小，降低一次性投资。更加节能。换热系统简化。
新式立式容积式换热器改进：采用立式交错双盘管结构，合理布置盘管管束，罐内适当配置导流装置
特点：传热系数k值提高、提高容积利用率、节能、阻力增大、系统简化方便维修检查
半容积式换热器特点：容积利用率高、传热系数k值提高、被加热水阻力损失小、换热器体积小构造简单、节能、减少设备数量、罐型小重量轻便于安装维修
快速式换热器：壳程式、板式、螺旋板式
第九章、分离设备
1、气浮分离设备有哪些类型？
按产生气泡的方式不同，气浮分离设备可分为微孔布气气浮设备、压力溶气气浮设备和电解气浮设备等多种类型。
3、膜分离设备：电渗析设备（阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选
择，在直流电厂的作用下使溶液中的阴阳离子在隔室中发生离子迁移分别通过阴阳离子交换膜从而达到除盐或浓缩的目的）、反渗透设备（p大于Π）、超滤设备（超滤微滤纳滤是利用膜孔对溶液中悬浮微粒的筛分作用，在介质压力作用下小于孔径的小分子溶质随溶液一起透过膜上微孔，大于孔径的大
分子则被截留。）
3、滗水器：SBR工艺中最关键的机械设备之一。可以分为虹吸式滗水器、旋转滗水器、自浮式滗水器、机械式滗水器，在国内应用广泛的多为旋转式（属机械式滗水器的一种）。滗水器是SBR 工艺采用的定期排除澄清水的设备，它具有能从静止的池表面将澄清水滗出，而不搅动沉淀，确保出水水质的作用第十章、污泥处理设备
排泥设备的分类
污泥浓缩与脱水设备有哪些？
污泥浓缩设备主要有重力式污泥浓缩池、浓缩机、带式浓缩机和卧螺式离心机等。其中重力式污泥浓缩池浓缩机有：周边传动浓缩机、中心传动浓缩机等几种形式。
脱水设备种类较多，最常用的有带式压滤机、离心脱水机、板框压滤机和真空过滤机等。
水工艺设备基础 一、填空题（每空1分，共20分） 1、在水处理工艺中，搅拌器的形式多种多样，应根据工艺要求来选用，常用的搅拌器有：浆式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮搅拌器等。 2、Ni－Mo合金是耐盐酸腐蚀的优异材料。最有名的哈氏合金（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室温下所有浓度的盐酸和氢氟酸。 3、热量传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。 4、改变介质的腐蚀特性一般有两种途径：一种是去除介质中有害成分；另一种是加缓蚀剂。 5、从使用角度看，法兰连接可分为两大类，即压力容器法兰和管法兰。 6、按换热设备的换热方式可分为直接式、蓄热式和间壁式换热设备 7、水处理工艺中，最常用的三种膜分离设备为电渗析设备、反渗透设备和超滤设备。 8、吸泥机排泥方式有虹吸、泵吸和空气提升。 二、单选题（每题1分，共10分） 1、陶瓷最大的缺点是（ A ）。 A．脆性 B．易腐蚀 C．韧性差 D．熔点低 2、水处理工艺设备发生的腐蚀多属于（ B ）。 A．局部腐蚀 B．全面腐蚀 C．应力腐蚀 D．微生物腐蚀 3、渗透压与溶液的，和有关，而与无关。（ B ） A．膜、浓度、温度、溶液性质 B．浓度、温度、溶液性质、膜 C．温度、膜、浓度、溶液性质 D．溶液性质、浓度、膜、温度 4、法兰连接的失效主要表现为（ A ）。 A．发生泄漏 B．出现缝隙 C．螺栓松动 D．以上皆是 5搅拌式设备有多种形式，哪个不是按功能分的（ A ）。 A．水利搅拌设备 B．混合搅拌设备 C．搅动设备 D．分散搅拌设备 6、传统的容积式换热器的优点不包括（ D ）。 A．兼具换热、贮热功能 B．阻力损失小 C．结构简单、管理方便 D．节能 7、曝气的主要作用有（ D ）。 A．充氧 B．搅拌 C．混合 D．以上都是 8、下列气浮分离设备应用做广泛的是（ B ）。 A．微孔布气气浮设备 B．压力溶气气浮设备 C．电解气浮设备 D．射流气浮设备 9、下列不是排泥设备种类的是（ C ）。 A．行车式 B．螺旋输送式 C．平板式 D．中心传动式 10、下列设备不属于计量设备的是（ D ）。 A．转子流量计 B．电磁流量计 C．超声流量计 D．电动流量计 三、多选题（每题2分，共20分） 1、高分子材料主要包括哪几种？（ ACD ） A．树脂 B．塑料 C．合成纤维 D 合成橡胶 2、发生应力腐蚀的三个必要条件（ BCD ）。 A．一定空气湿度 B．敏感的合金 C．特定的介质 D．一定的静应力 3、卧式容器的支座主要有、和三种。（ BCD ） A．耳式支座 B．鞍座 C．圈座 D．支承式支座 4、水工艺中常用的机械搅拌设备主要有哪几种？（ ABD ） A．溶液搅拌设备 B．混合搅拌设备 C．分散搅拌设备 D．絮凝搅拌设备。 5、水处理中常用的曝气设备有（ ABCDE ） A．表面曝气设备 B．鼓风曝气 C．水下曝气 D．纯氧曝气 E．深井曝气 6、换热器的选型需综合考虑的因素有（ ABCE ）
水工艺设备基础复习参考 一、填空题 1、在水处理工艺中，搅拌器的形式多种多样，应根据工艺要求来选用，常用的搅拌器有：浆式 搅拌器、推进式搅拌器、涡轮搅拌器等。 2、合金工具钢9SiCr钢表示：平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量小于1.5% 。 3、陶瓷的最大缺点是脆性，它是阻碍陶瓷作为结构材料广泛应用的首要问题，是当前的重要研究课题。 4、机械性能主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性。 5、焊接的方法很多，大体可分为三大类：即熔化焊、压力焊和钎焊。 6、膜组件主要分为板式膜组件、管式膜组件、螺卷式膜组件和中空纤维膜组件。 7、Ni－Mo合金是耐盐酸腐蚀的优异材料。最有名的哈氏合金（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室温下所有浓度的盐酸和氢氟酸。 8、机械传动的主要方式有齿轮传动、带传动和链传动。 9、离子交换膜的基本性能交换容量和含水率。 10、物质的导热系数值不仅因物质的种类、结构成分和密度而异，而且还和物质温度、 湿度和压力等因素有关。 11、HSn65-3表示的意义为: 含铜65%、含锡3％的锡黄铜。 12、金属发生应力腐蚀的三个必要条件是：敏感金属、特定介质和一定的静应力。 13、改变介质的腐蚀特性一般有两种途径：一种是去除介质中有害成分；另一种是加缓蚀剂。 14、吸附装置分为固定床、移动床和流化床。
15、通常可将极化的机理分为活化极化、浓差极化和电阻极化。 16、反渗透、超滤、微滤和纳滤设备都是依靠膜和压力来进行分离的。 17、按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。 18、30CrMnSi的意义是：平均碳含量低于0.3%，铬锰硅三种合金元素均小于1.5% 19、金属材料的基本性能是指它的物理性质、化学性质、机械性能和工艺性能。 20、高分子化合物的合成中，最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应。 21、腐蚀防护设计除正确选材外，具体还包括防蚀方法选择、防蚀结构设计、防蚀强度设计以及满足防蚀要求的加工方法。 22、按照作用原理不同，电化学保护分为阴极保护和阳极保护。 23、根据缓蚀剂的不同作用特点，缓蚀机理共分为吸附理论、成膜理论、电极过程抑制理论。 24、金属切削加工分为钳工和机械加工两个部分。 25、热量传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。 26、导热过程的单值条件一般有几何条件、物理条件、时间条件和边界条件。 27、凝结换热是蒸汽加热设备中最基本的换热过程。 28、按形状区分，封头分为凸形封头、锥形封头和平板形封头 29、按换热设备的换热方式可分为直接式、蓄热式和间壁式换热设备 30、污泥处理设备主要包括污泥浓缩设备、污泥脱水设备和污泥焚烧设备。 31、从使用角度看，法兰连接可分为两大类，即压力容器法兰和管法兰。
第1章水工艺设备常用材料 1. 金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性 能要求更高？怎样才能满足这些要求？ 答：使用性能：1 化学性能：抗氧化性和耐腐蚀性。2 物理性能：密度，熔点，热膨胀系数，导热性以及弹性模量等。3 机械性能：弹性，塑性，强度和韧性。 工艺性能：可焊性，可锻性，切削加工性，成型工艺性，热处理性能。 我觉得水工艺设备对金属材料的强度，刚度和抗腐蚀性的性能要求更高。 按照实际的工程需要，通过不同材料间的比较，从中选出较优的材料。 2．钢的分类与编号如何？ 答：分类：按化学成分分类：碳钢和合金钢。分别又分为低中高。 按质量分类：普通钢，优质钢，高级优质钢（硫磷的含量区分） 用途分类：结构钢，工具钢和特殊性能钢。 编号：（1）普通碳素结构钢:Q+数字表示。Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。（2）优质碳素结构钢：采用两位数字表示钢中平均含碳量为万分之几。含碳为0.45%的编号为45钢。 (3)碳素工具钢：以“T”开头，后面标以数字表示含碳量的千分之几。高级就在最后加以“A”。（4）合金结构钢：两位数字+元素符号+数字来表示。两位数字表示含碳量的万分之几，元素符号表示所含的合金元素，数字表示该元素的百分之几。 （5）合金工具钢：和合金结构钢类似。含碳量大于或等于1%时不予标出，小于的话用千分之几表示。 3. 影响钢材性能的因素主要有哪些？ 答：碳是决定钢材的主要元素，随含碳量增加，钢的强度和硬度将不断提高，而塑性和韧性则会随之下降。 硫是一种有害元素，产生“热脆”现象。 磷也是一种有害元素，产生“冷脆”现象。 锰是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，减轻硫的有害作用，提高钢的强度和硬度。硅是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，提高强度，硬度，弹性，降低塑性和韧性。氧，氮：未除尽的氧氮大部分以化合物形式存在，降低强度，冷弯性能和焊接性能。氧增加热脆，氮增加冷脆。
《水工艺设备基础》课程知识要点 1.聚乙烯(PE)给水管暴露在阳光下的敷设管道必须是黑色颜色。 2.法兰连接的失效主要表现为发生泄漏。 3.闸门的组成分为埋设、活动、启闭部分。 4.反渗透膜则是中性膜。 5.关于截止阀的叙述错误的是启闭力矩大,较费力，流动阻力小。 6.中心传动浓缩机属于重力式浓缩机 7.对于铜管，说法错误的是高温力学性能好，正确的是导热系数较大、低温力学性能好、价格昂贵。 8.投加设备有计量泵、水射器、干式投矾机。 9.反渗透膜是指中性膜。 10.地下曝气设备不是曝气设备种类。 11.渗透压与溶液的浓度、温度、溶液性质有关，而与膜无关。 12. 平板式不是排泥设备种类。 13.中心传动吸泥机适用于周边进水，周边出水的沉淀池排泥。 14.铸铁管的承接方式有承插式，法兰式。 15.格栅、滤纸不属于砂滤设备。 16.板框压滤机的脱水工作循环进行。一个工作周期包括:板框压紧、进料、压干滤渣、放空(排料卸荷)、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料、洗涤滤布九个步骤(自动)。 17.目前UPVC类(硬聚氯乙烯)、PE类(聚乙烯)、PP类(聚丙烯)、PB类(聚丁烯)、ABS管、PAP管(铝塑)、钢塑、不锈钢、铜管等管材不用于室外给排水。 18.管道和管件的连接方式有哪些? 焊接、螺纹、法兰、承插、粘接(塑料) 19.膜分离原理是什么?水工艺中常见的膜有哪些? 1)膜分离原理是利用膜的选择透过性进行分离以溶液中离子或分子的;通过膜分离设备可实现混合物的组分分离。膜分离条件是膜和水中组分存在差别。 2)水工艺常用的膜是:离子交换膜、反渗透膜和超滤膜。 20.沉淀池按照水体流向为哪几类？平流式、幅流式、竖流式 21.曝气设备的功能是什么?在水处理工艺中，曝气器的主要作用是什么？ 功能是采取一定的技术措施，通过曝气装置将空气中的氧气转移到曝气池的液体中，以供给好氧生物新陈代谢所需要的氧量，同时对池内水体进行充分均匀地混合，达到生物处理的目的。主要作用有两个，一是充氧，二是搅拌混合。 22.塑料管的特点有哪些? 塑料管重量较钢管轻；塑料管内表面磨擦系数小；水流阻力小，水头损失小；管材使用年限与温度和压力有关；管径标注要注明内径和外径；热胀冷缩较为明显。 23.明杆阀门和暗杆阀门的区别和应用? 明杆阀门在开启时，阀杆和阀门一起上升；明杆阀门上部需要较大的操作空间，一般用在泵站，污水管道中；暗杆阀门开启时，阀门上升,阀杆位置不动；暗杆阍门下部容易被腐蚀,一般用在给水、室外管道中。 24.说出给排水管道中常用阀门并简要介绍其特点。 ①截止阀,用于DN<200时的截断水流,安装时要注意水流方向,用于给水。 ②闸阀,适用DN范围较大，用于截断水流,给水或污水中均可使用。 ③蝶阀,用于给水中,截断或调节水流，结构简单，启闭方便。 ④球阀，给水中截断水流，操作方便,开关迅速。 25.吸刮泥时采用中心传动还是周边传动的依据? 一般根据池子的直径超过二十米的直径采用周边传动,或者厂家的实际情况采用。 26.简述闸门选型和布置的一般原则。 （1）主要确定闸门和启闭设备的设置位置，孔口尺寸，闸门与启闭机械的形式、数量、运行方式以及运行和检修有关的布置要求等。 （2）平面布置应流态良好，水流平顺。 （3）孔口尺寸按标准选用，一般来说，大孔口比较经济。 （4）闸门应该结构简单，便于制造安装。 （5）闸门的启闭力要小，操作方便灵活，造价低。 （6）启闭机选用标准系列，考虑一机多用。
《水工艺设备基础》复习要点一考 试类型及题型 1)闭卷； 2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少) 二知识点 第一章．水工艺设备常用材料 1）掌握水工艺设备常用材料有哪些 2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。 ①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳 钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（%）；碳素工具钢T8表示什么含义（%） 第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保温 1. 材料设备的腐蚀与防护 1）了解什么叫腐蚀及其危害 2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则 3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件 b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么 4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则（可能出简答题） 2. 设备的保温 了解设备保温的目的 第三章水工艺设备理论基础 1. 容器应力理论 1）掌握什么是薄壁容器判断标准 2）了解容器设计的基本要求 １）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。（7）确保制作、安转、运输及维护方便。 3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页） 1
水工艺设备基础考试复 习要点
《水工艺设备基础》复习要 点一考试类型及题型 1)闭卷； 2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少) 二知识点 第一章．水工艺设备常用材料 1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？ 2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。 ①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低 碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（%）；碳素 工具钢 T8表示什么含义（ %） 第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保 温 1. 材料设备的腐蚀与防护 1）了解什么叫腐蚀及其危害？ 2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？ 3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件 b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么 4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则（可能出简答题） 2. 设备的保温 了解设备保温的目的？ 第三章水工艺设备理论基 础 1. 容器应力理论 1）掌握什么是薄壁容器判断标准 2）了解容器设计的基本要求？ １）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择
1、水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。 2、按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。普通钢 S<=0.055%，P<=0.045%；优质钢S、P均应<=0.040%；高级优质钢S<=0.030%，P<=0.035%。 3、根据钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。 4、Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。 5、含碳0.45%（万分之四十五）左右的优质碳素结构钢编号为45钢。 6、碳素工具钢的含碳量一般介于0.65%~1.35%之间。 7、30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小于1.5% 8、金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能、和工艺性能。 9、化学成分的变化对钢材的基本力学性能如强度及塑韧性等有较大的影响。 10、屈服极限是金属材料开始产生屈服现象时的应力，以σs表示，单位为MPa。对于没有明显屈服点的材料，规定以产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服强度，表示。 以σ 0.2 11、疲劳强度是指材料在经受N次应力循环而不断裂时的最大应力，以σ-1（纯 （扭转疲劳）表示，单位为MPa。N为102~105次发生破坏的为低弯曲疲劳）τ -1 循环疲劳破坏，多发生在容器构件上，N超过105次的为高循环疲劳破坏，多用于一般机械零件，钢铁材料N为107，有色金属和某些超高强度钢N为108。12、材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工性能。 13、水工艺设备主要零部件的制造工艺过程主要是焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理 14、在铸铁中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介质中的耐蚀性。如硅、铬、铝，可使铸铁表面形成连续、致密、牢固的表面膜；镍能获得耐碱性介质腐蚀性能优良的奥氏体铸铁；稀土元素、镁，能使石墨球化，从而大大改善高硅铸铁的力学性能和工艺性能 15、耐蚀低合金钢通常是指在碳钢中加入合金元素的总量低于3%左右的合金。加入少量的铜、铬、铝等元素能使钢表面形成稳定的保护膜，从而提高钢在海水、大气等介质中的耐蚀性。 16、耐蚀低合金钢有：耐大气腐蚀钢种：铜系列有16MnCu、09MnCuPTi、 15MnVCu、10PCuRe等；磷钒系列有10MnPV等，磷稀土系列有08MnPRe、12MnPRe等；磷铌稀土系列有10MnPNbRe等；耐海水腐蚀钢种：10CrMoAl、09CuWSn、08PV、10MnPNbRe等；耐硫化氢腐蚀钢种：12AlV、12MoAlV、15Al3MoWTi、12Cr2MoAlV、40B。 17、不锈钢是铬、镍含量较高的合金钢。 18、不锈钢按显微组织可分为马氏不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。 19、不锈钢按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。 20、奥氏体不锈钢可用于制作在腐蚀性介质中使用的设备。 21、工业上钢铁称为黑色金属。除钢铁以外的金属称为有色金属 22、在水处理工程、化工机械与设备制造中应用较多的有色金属，主要有铜、铝、钛、铅、镍及其合金 23、黄铜：铜与锌组成的合金称为黄铜。
水工艺设备基础考试复 习要点 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
《水工艺设备基础》复习要点一考 试类型及题型 1)闭卷； 2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少) 二知识点 第一章．水工艺设备常用材料 1）掌握水工艺设备常用材料有哪些 2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。 ①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳 钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（%）；碳素工具钢T8表示什么含义（%） 第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保温 1. 材料设备的腐蚀与防护 1）了解什么叫腐蚀及其危害 2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则 3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件 b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么 4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则（可能出简答题） 2. 设备的保温 了解设备保温的目的 第三章水工艺设备理论基础 1. 容器应力理论 1）掌握什么是薄壁容器判断标准 2）了解容器设计的基本要求 １）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。（7）确保制作、安转、运输及维护方便。 3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页） 1
《水工艺设备基础》复习要点一考试类型及题型 1）闭卷； 2）单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题（分值有变化, 单选和填空分值有所减少） 二知识点第一章.水工艺设备常用材料 1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？ 2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。 ① 按化学成份分类：碳钢和合金钢； A.碳钢按含碳量又可分为：低 碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr钢（0.9%）;碳素工具钢T8表示什么含义？（0.8%） 第二章.材料设备的腐蚀、防护与保 温1.材料设备的腐蚀与防护了解什么叫腐蚀及其危害？掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？掌握：a. 什么是应力腐蚀及其发生的条件？ b.设备防蚀技术 1） 2） 3） 中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么？ 4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则？（可能出简答题） 2.设备的保温 了解设备保温的目的？ 第三章水工艺设备理论基础1.容器应力理论
1）掌握什么是薄壁容器？判断标准？ 2）了解容器设计的基本要求？ 1）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。2）机械设计的要求： （1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。（7）确保制作、安转、运输及维护方便。 3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法？（记公式、弄懂 每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本P98页） 1
《水工艺设备基础》课程主要内容 基础理论部分 第1章水工艺设备常用材料 1、钢的用途分类；普通碳素结构钢、优质碳素结构钢牌号的含义 2、影响钢材性能的主要因素 3、概念：导热系数、线膨胀系数、蠕变变形、应力松弛、冷脆性、疲劳破坏 4、温度对材料机械性能的影响； 5、不锈钢的概念、成份、分类 6、有色金属、黑色金属的概念 7、铜、铜合金的分类；耐蚀原因 8、铝、铝合金的分类；耐蚀原因 9、陶瓷材料的分类；无机非金属材料耐蚀的原因 10、高分子材料的概念；蠕变、应力松弛、老化的概念 11、塑料的组成，分类（热塑性、热固性），性能特点；常用代号（PE、PP、PVC、ABS）。 12、玻璃钢材料的组成、性能、应用 第2章材料设备的腐蚀、防护与保温 1、腐蚀的概念、腐蚀的分类 2、电化学腐蚀原电池反应的四个基本过程；极化、氢去极化（析氢腐蚀）、氧去极化（吸 氧腐蚀）的概念；影响吸氧腐蚀的因素。 3、金属的全面腐蚀、局部腐蚀；各局部腐蚀的类型、概念、发生条件 4、微生物腐蚀的概念 5、设备腐蚀防护体系构成；防腐蚀强度设计考虑的因素 6、电化学保护方法类型（阴极保护：外加电流、牺牲阳极；阳极保护）、各自原理、适 用条件，示意图示 7、缓蚀剂的作用 8、电镀、浸锌等腐蚀防护技术；衬里防护技术（玻璃钢、橡胶） 9、设备保温的目的；常用保温材料；保温结构的构成、形式 第3章水工艺设备理论基础 1、薄壁容器的概念；容器的构成； 2、圆柱壳的径向和环向应力计算公式；容器封头的形式； 压力容器的概念、容器壁厚的确定方法；会计算压力容器壁厚 3、齿轮传动的特点；圆形齿轮传动机构的形式；齿轮传动失效形式 4、带传动的构成、分类；带传动失效形式 5、链传动的构成、分类；链传动失效形式 6、导热的概念；导热系数，影响导热系数的因素；傅立叶定律；热阻的概念 7、对流换热的概念；牛顿公式；影响对流换热的因素及影响规律 8、凝结换热的概念、类型及各自的特点 9、热辐射的概念；辐射换热的本质和特点 10、平壁传热过程，传热计算；会用式(3.116)计算 11、传热过程的概念；传热过程的增强措施。 通用和专用设备部分 第4章水工艺设备的分类：通用设备分类、专用设备分类 第5章容器（塔）设备 1、预紧密封比压、工作密封比压的概念
第1章水工艺设备常用材料 1.按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。 2.合金结构钢的编号利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。例如30CrMnSi，其中平均 含碳量为%，铬、锰、硅含量小于%（平均含量小于%的不标明数字）。若为高级优质合金结构钢，则在钢号后面加“A”，例如20Cr12Ni14WA 3.合金工具钢的标号与合金结构钢相似，平均含碳量小于%时，用千分之几表示；大于1% 是则不标明。例如：9SiCr钢，其平均含碳量为%，硅和铬的含量均小于%。 4.金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能。 5.碳是钢中主要元素之一，对钢的性能影响最大。 6.材料的机械性能主要是指材料的弹性、塑性、强度和韧性。 7.蠕变强度是指在给定的温度下，在规定的时间内，使试样产生的蠕变变量超过规定值时 σ表示，单位为“MPa” 的最大应力，以σσσ ? 8.) 9.材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工 性能。选材时必须同时考虑材料的使用与加工两方面性能。 10.可焊性金属的可焊性，是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及 结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 11.铜及其合金具有较高的导电性、导热性、塑性、冷韧性、并且在许多介质中具有很高的 耐腐蚀性。 12.铝的密度小，相对密度为，约为铜的1/3；导电性、导热性、塑性、冷韧性都好，但强 度低，经冷变形后强度可提高；能承受各种压力加工。铝合金的性能得到很大的改善。 铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。 13.铝和铝合金通过阳极氧化形成的氧化膜大大提高其耐蚀性和耐磨性。 14.陶瓷的基本性能有：刚度、硬度、强度、塑性、韧性、脆性 脆性是陶瓷最大的缺点，是阻碍其作为结构材料广泛应用的首要问题。 15.最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应两种。 16.@ 17.应力松弛是大分子链在力的长期作用下，逐渐改变构象和发生位移所引起的。 18.老化是指高聚物在长期使用或存放过程中，由于受到各种因素作用，性能随时间不断恶 化，逐渐丧失使用价值的过程。
第一章水工艺设备常用材料 1.水工艺设备常用的金属材料主要有：碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢及部分有色金属材料等。 2.钢的分类：按化学成分分为碳钢和合金钢，按硫磷含量分为普通钢、优质钢、高级优质钢，按用途分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。 3.钢的编号：Q+数字表示屈服强度值；标注A、B、C、D，表示钢材质量等级，A级最低，D级最高；标注F为沸腾钢，未标注为镇静钢：如q235—A·F，表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。 4.合金结构钢编号：利用“两位数字+元素符号+数字”来表示，两位数字代表钢种平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素，数字代表该元素的平均含量的百分之几，若平均含量低于1.5%，则不标明含量，若平均含量大于1.5%、2.5%、3.5%……，则相应地以2、3、4……表示。如12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3%。 5.合金工具钢：当其平均含碳量大于或等于1.00%时，含碳量不予标出，小于1.00%时，以千分之几表示，其余表示方法与合金结构钢相似，如9SiCr，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量均小于1.5%。 6.金属的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能。 7.钢中的有益元素包括锰和硅，有害元素包括硫（热脆、断裂韧性降低）和磷（冷脆、但提高在大气中耐蚀性）。 8.材料的机械性能主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性（冲击韧性、断裂韧性、无塑性转变温度）。 9.材料的工艺性能主要指材料的可焊性、可锻性、切削加工性、成型工艺性和热处理性能。 10.有色金属：工业上钢铁称为黑色金属，除钢铁以外的金属称为有色金属。 11.铜合金及其编号：铜与锌组成的合金称为黄铜，HSn70—1表示含铜70%，含锡1%的锡黄铜；铜合金中的主加元素不是锌而是锡、铝、硅等其他元素，称为青铜，QSn4—3，表示平均含锡量4%，含锌量3%的锡青铜。 12.无机非金属材料包括天然岩石、铸石、陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥等。 13.陶瓷以黏土为主要原料，其刚度、硬度是各类材料中最高的，在室温下几乎没有塑性，具有很好的耐火性能和不可燃烧性，最大的缺点是脆性和热稳定性低，大多数陶瓷是良好的绝热体和绝缘体。 14.陶瓷和搪瓷的区别：搪瓷是金属和瓷釉的复合材料，兼有金属设备的力学性能和瓷釉的耐腐蚀性能。 15.高分子化合物的合成：加聚反应（无副产物）、缩聚反应（析出低分子物质）。 16.高分子材料性能：重量轻、高弹性、滞弹性、塑性和受迫弹性、强度（比金属低）与断裂（脆性断裂、韧性 断裂）、韧性（好）、减摩、耐磨性（好）、绝缘性（好）、耐热性（差）、耐蚀性（只化学腐蚀）、老化。 17.高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类。 18.塑料的组成：塑料是指以有机合成树脂为主要组成材料，与其他配料混合，通过加热、加压塑造成一定形状的产品。塑料的性能主要取决于树脂，但在合成树脂中加入添加剂可对塑料进行改性。组成塑料的物质主要包括：合成树脂、填料（或增强材料）、固化剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、阻燃剂。 19.塑料按受热性能分为热塑性塑料（加热时软化，可塑造成型，冷却后变硬，此过程可反复进行），热固性塑料（初加热时软化，可塑造成型，但固化后再加热，将不再软化，也不溶于溶剂）。 20.复合材料：为多相或多组成体系，全部相可分为两类，一类为基本相，主要起胶粘剂作用；另一类为增强相，起提高强度或韧性的作用。 21.复合材料性能特点：比强度和比刚度高、抗疲劳性能好、减振能力强、高温性能好、断裂安全性高。 第二章材料设备的腐蚀、防护与保温 1.腐蚀：是材料与它所处环境介质之间发生作用而引起材料的变质和破坏。 2.金属氧化的条件：金属氧化物的分解压低于0.022MPa，该金属就有可能在空气中氧化。 3.金属氧化膜起保护作用的条件： ①生成的金属膜必须致密、完整，能把金属表面全部遮盖住； ②金属氧化物本身是稳定、难溶和不挥发的，且不易于介质作用而被破坏； ③氧化膜与基体结合良好，有相近的热胀系数，不会自行或受外界作用而剥离脱落； ④氧化膜有足够的强度、塑性，足以经受一定的应力、应变的作用。 4.钢铁的气体腐蚀：钢铁在高温气体环境中很容易受到腐蚀，常见类型有：高温氧化、脱碳、氢蚀和铸铁肿胀；防止措施：合金化、改善介质、应用保护性覆盖层。
1.按照强度设计准则，应使设计应力处于（） A.弹性变形B.塑性变形C.断裂或破坏 2.设备的电化学保护中属于危险的是（） A.外加电流阳极保护B.外加电流的阴极保护 C.牺牲阳极的阴极保护 3.下列传动中，传动精度最高的是（） A.齿轮传动B.带传动C.链传动（传动功率最 大的是？） 4.不可以预弯直边段的卷板机为（） A.对称三锟卷板机B.不对称三锟卷板机C.四锟卷板 机 5.粗车加精车可以达到的公差精度为（） A.IT5 B.IT6 C.IT7 D.IT8 6.对于40Mn钢，其含碳量为（） A.0.4% B.0.04% C.0.004% 7.1Cr18Ni9Ti属于（） A.铁素体不锈钢 B.马氏体不锈钢 C.奥氏体不锈钢 8.钢材通过退火处理以后，晶粒将（） A.变粗 B.不变 C.变细 9.下列封头中当承压相相同时壁厚最薄的是（） A.半球形封头 B.标准椭圆封头 C.标 准蝶形封头 10.下列铁碳基本组织中含碳量最多的是（） A.铁素体 B.渗碳体 C.珠光体 D.莱氏体 11.1Cr13属于（） A.铁素体不锈钢 B. 马氏体不锈钢 C.奥氏体不锈钢 12.在内压圆筒容器上开椭圆孔时，椭圆长轴应与圆筒轴（）A.平行 B.垂直 C.任意位置 13.不可以连续运行的脱水设备为（） A.带式压滤机 B.板框压滤机 C.离心脱水机 14.用车床加工精度为IT6的轴，最经济的加工方法是（） A.粗车---半精车 B. 粗车--- 半精车---精车 C. 粗车---半精车----磨削 D. 粗车---半精车---粗磨----精磨 简答题 1.常用传动有哪几种方式，并进行比较。 2.从腐蚀原电池角度分析，为什么说金属材料腐蚀不可避免？ 3.焊接的主要缺陷有哪些？如何解决？ 4.水工艺设备的支座有哪些？并指出对应设备、 5.离子交换膜与反渗透膜的区别是什么？它们各自的渗透机理是什么？ 6.水工艺设备常用的布水方式有哪些？ 7.带式压滤机工作分为哪几个阶段，影响带式压滤机脱水效果的因数有哪些？ 8.在内压圆筒容器上开椭圆人孔时，椭圆长轴应如何放置？为什么？ 9.常用设备法兰和密封形式有哪些？对于反渗透设备通常采用什么形式？ 10.气浮分离设备有哪几种？它们产生的气泡粒径大约各为多少，效果如何？ 11.常用计量设备有哪些？ 12.齿轮传动的特点有哪些？齿轮的失效形式是什么？ 13.钢材的热处理方法有哪些？何为调质处理？ 14.试比较半球形封头，标准椭圆封头，标准蝶形封头的特点。 15.水工艺设备中，常用传动形式有哪些？并进行比较。 16.不锈钢为何会产生晶间腐蚀？处理方法有哪些？ 问答题 1.带式压滤机是如何工作的，有何特点，影响带式压滤机脱水效果的因数有哪些？ 2.内压容器筒节上开椭圆孔，试绘图说明椭圆长短轴位置，并分析其原因。 3.水工艺中常用气浮设备有哪些？它们的共同点和差异是什么? 4.搅拌轴强度设计及校核的依据是什么？对于搅拌轴工作特点应该采用什么热处理工 艺？、 5.试比较阴极电化学保护和阳极电化学保护，为什么说阳极电化学保护是危险型的。 6.在水工艺设备设计中，如何解决均匀腐蚀和局部腐蚀问题的？
水工艺设备基础期末练习卷（一） 评卷人填写 题号一二三四五六七八九十 总 分 分 数 阅 卷人 考试科目：水工艺设备基础学号： 一、填空题 1、改变介质的腐蚀特性一般有两种途径：一种是；另一种是。 2、合金工具钢9SiCr钢表示表示。HSn65－3，表示。 3、在水处理工艺中，搅拌器的形式多种多样，应根据工艺要求来选用，常用的搅拌器有：、、等。 4、Ni－Mo合金是耐盐酸腐蚀的优异材料。最有名的（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室温下所有浓度的盐酸和氢氟酸。 5、物质的导热系数值不仅因物质的种类、结构成分和密度而异，而且还和物质、和等因素有关。 6、膜组件可分为、、和组件。此外还有毛细管式膜组件。 7、腐蚀防护设计除正确选材外，具体还包括选择、设计、设计以及满足防蚀要求的加工方法。 8、陶瓷的最大缺点是，它是阻碍陶瓷作为结构材料广泛应用的首要问题，是当前的重要研究课题。 9、机械制造金属机件的基本方法有、、切削加工和热处理。 二、选择题 1、钛合金的主要腐蚀形态是：
a.应力腐蚀破裂 b.钝化 c.氢脆 d.氢蚀 2、影响对流换热的因素有： a.流体的相变 b.流体的物理性质 c.流体流动的状态 d.流体流动的原因 e. 换热表面状况 3、水工艺填料设备对填料的要求有: a.比表面积要大 b.具有良好的化学稳定性和物理稳定性 c.空隙率要满足工艺上的要求 d.易于再生 e.价格便宜，易于取得，运输和装卸方便 4、高分子材料的优点有： a. 高弹性 b.滞弹性 c.耐热性 d.耐蚀性 e.易老化 f.硬度高 5、钢铁在高温气体环境中常见的腐蚀类型有： a. 高温氧化 b.脱碳 c.氢蚀 d.铸铁肿胀 e.钝化 6．控制细菌腐蚀采取的措施主要包括： a.使用杀菌剂或抑菌剂 b.阳极保护 c.改变环境条件 d.覆盖防护层 e.阴极保护 三、概念题 1、薄壁容器； 2、单值性条件： 3、腐蚀： 4、热稳定性： 5、传动比： 四、简答题 1．简述带式压滤机的脱水过程。
给水排水专业水工艺设备基础教学方法研究 熊家晴，黄廷林，任瑛 （西安建筑科技大学，陕西西安 710055） Email：xiongjiaqing@https://www.doczj.com/doc/9e4982625.html,；xiongzqren@https://www.doczj.com/doc/9e4982625.html, [摘要]《水工艺设备基础》是给水排水工程专业新增的一门骨干课程，我校率先开设了这门课。本文重点介绍了我校在《水工艺设备基础》课程教学过程中的一些经验与方法，分析了该课程在教学实施过程中存在的问题，并提出了解决问题的一些建议。 [关键词]水工艺设备基础；施教方法；课前准备；课堂教学； 0前言 随着科学技术的迅猛发展，加强专业基础课程的学习，已成为当今各个学科发展的趋势。在给水排水工程领域，随着新技术、新设备的不断出现，从事给水排水工程的专业技术人员必须加强对水工艺设备的制造、设计和运行管理等基础知识的掌握。《水工艺设备基础》课程作为给水排水工程专业课程改革项目，是为了适应当前给水排水专业发展而新开设的，同时也是为了适应课程整体改革的需要，实现给水排水工程专业整体优化。该课程首先在我校开展教学试验，已经开展了两年的教学工作，在给水排水工程专业本科99级、2000级、2001级、高等职业技术学院2000级和2001级开设了这门课，已初步形成阶段性成果。我们希望它能对全国高校给水排水专业的教育教学改革产生辐射带动作用。 1教学过程中施教方法与经验的总结 （1）教材的选用 教材选用考虑到在新形势下给水排水专业对大学生知识结构的要求。我们采用的是高校给水排水工程学科专业指导委员会规划推荐教材《水工艺设备基础》（西安建筑科技大学黄廷林主编），该教材较系统地对水工艺设备的基本理论进行了论述。于2002年秋季正式进入我校的教学实践中。 （2）课前准备 由于该课程内容庞杂、涉及的知识点较多、学科之间相互渗透的内容也较多，任课教师必须广泛收集各种相关的资料。 ①重视规范手册的运用 本课涉及面广，要求教师在备课中及时查阅一些工作手册和规范，补充一些操作技能方面（或适用性技能）的知识，同时结合专业需要及工程实际，使同学们能认识到该课程学习对以后工作的意义，避免学生认为本课程对今后工作没用、不实用的想法，激发学生学习该课程的积极性。 ②不断更新讲义 虽然目前采用的教材出版不久，内容较新，但水工艺设备技术近几年发展较快，仍需要教师在备课时查阅大量课外资料，关注水工艺设备的前沿动态，及时补充最新设备制造理论与技术，借此缩小教材与实践技术的差距，拓宽学生的视野，增强学生的学习兴趣。 ③充分利用现代科学技术获取信息。 为了积累更多的素材，仅仅依靠书本备课已不能满足要求，要求任课教师能通过各种现代化技术手段和媒介获得信息，依据需要合理选择与采用，其中具有代表性的就是通过网络---------------------------------------------------------------------- 项目来源：教育部世行贷款21世纪高等理工科教育教学改革项目（1282B09041）
水工艺设备题1： 一、简要说明陶瓷材料的性能特点包括哪些内容？水处理工艺设备常用材料的选择原则是什么？（11分） 二、控制金属电化学腐蚀速度的主要因素是什么？并具体说明它们控制金属腐蚀速度的原理？运用金属化学腐蚀原理解释铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？设备电化学保护方法有哪些？（17分） 三、水处理工艺设备中常用的法兰、填料分别有哪些？安全阀、爆破片的作用分别是什么？（8分） 四、水处理工艺中机械搅拌设备是由那些部分组成？简述其工作原理是什么？常用的搅拌器附件有哪些？它们各自作用是什么？以及它们的位置设置有什么要求？（12分） 五、气浮的原理是什么？具体分析水工艺中最常用的气浮设备的基本原理、组成、特点、应用分别是什么？从净化水质原理方面简单概括这里面所说的膜与微生物膜有什么区别？（15分） 六、水处理工艺设备中排泥设备常用的有哪些？行车式吸泥机主要是由哪些部分组成？简单说明虹吸式、泵吸式排泥的原理以及它们最大的区别是什么？（12分） 七、水处理工艺中投药设备主要是哪几个部分组成？它们的作用分别什么？常用的计量设备有哪些？适用条件有什么差别？试画出一个投药系统示意图说明投药设备每个部分的作用是什么？（15分）
八、给水排水专业增设水工艺设备基础这门课程的背景是什么？结合你课堂听讲过程，谈谈你觉得这门课应该采用何种方式讲授比较好？授课教师讲课方式有哪些不足的地方？谈谈你的建议是什么？（10分）
水工艺设备题2： 一、简单概括金属材料的性能包括哪几个方面内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高？水处理工艺设备常用材料的选择原则是什么？（11分） 二、金属的电化学腐蚀原理是什么？运用其原理解释铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？设备电化学保护方法有哪些？它们原理和适用条件是什么？（15分） 三、水处理工艺设备中常用的填料有哪些？并简单说明它们用在水处理工艺中哪些环节？作用是什么？（10分） 四、水处理工艺中的搅拌设备主要由哪些部分组成？常用的搅拌器有哪些？并说明它们的类型、特点和在水处理工艺中应用分别是什么？（12分） 五、膜分离原理是什么？水工艺中常见的膜有哪些？它们的特点、性能及水工艺中的应用是什么？从净化水质原理方面简单概括这里面所说的膜与微生物膜有什么区别？（15分） 六、水处理工艺中污泥浓缩设备主要有哪些？污泥脱水设备主要有哪些？简单概括带式压滤机的基本原理、特点和适用条件是什么？（12分） 七、水处理工艺中投药设备主要是哪几个部分组成？常用的计量设备有哪些？简单概括的它们的工作原理是什么？在给水
《水工艺设备基础》复习要 点一考试类型及题型 1)闭卷； 2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少) 二知识点 第一章．水工艺设备常用材料 1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？ 2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。 ①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低 碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢 3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（0.9%）；碳素工具钢 T8表示什么含义？（0.8%） 第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保 温 1. 材料设备的腐蚀与防护 1）了解什么叫腐蚀及其危害？ 2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？ 3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件？ b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么？ 4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则? （可能出简答题） 2. 设备的保温 了解设备保温的目的？ 第三章水工艺设备理论基 础 1. 容器应力理论
1）掌握什么是薄壁容器？判断标准？ 2）了解容器设计的基本要求？ １）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。（7）确保制作、安转、运输及维护方便。 3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法？（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页） 1