阀的种类及计算选型
在化工装置的管线系统中，阀是一个很重要的部件。其种类繁多，下面列出一些最常见的阀。球阀最普通；隔膜阀有破裂的可能；闸阀的使用场合有限；阀杆的上下位移有可能导致流体的泄漏。正是由于各种阀特性的原因，工程师在选择阀时要格外注意。尤其在当前许多精细化工，制药，生物项目中，绝对不允许因为阀泄漏的原因而使产品或环境受到污染。
球阀(Ball Valves)
球阀适用于经常关闭的公用工程/工艺流体场合。流体直接通过球阀，并产生压降。大多数球阀的密封圈是由起密封作用的尼龙或PTFE(聚四氟乙烯)制成，但要注意最大操作温度及磨蚀流体对其的影响，否则采用石墨密封圈。
闸阀(Gate Valves)
闸阀通常有两种形式：楔形闸板和平行闸板。可以安装：
暗阀杆(nonrising stems),
明阀杆内螺纹(inside-rising stems)
明阀杆外螺纹(outside rising stems)
当阀开启时可以得到最小的压降。
闸阀用来阻止流体的流动，对流量不做任何调节。
采用这种阀要注意当阀关闭时，流体压力的积累升高。
这是由于冷流体的受热膨胀，或流体内部的化学反应引起流体和壁之间压力的积累升高。解决办法是安装泄压阀。
上图中阴影部分是动作阀杆，
升降式止回阀(Lift Check Valves）
止回阀通常用在严禁流体反向倒流的场合，或者用来降低流体压力。
当上游压力比下游压力高(>0.35 Kg/cm2)时，止回阀受力开启。
上游连续的高压使止回阀保持开启。
如果流体停止流动或反向倒流，弹簧或提升活塞使得止回阀关闭。
一旦提升活塞封闭，较高的下游压力使止回阀保持关闭。
通常在提升活塞上放置一个较轻的弹簧，来帮助提升活塞封闭。
升降式止回阀有三种设计：截止，立式和角式。
立式升降式止回阀用在垂直管线中流体向上流动的场合。
截止止回阀用在水平管线的场合。
升降式止回阀不能用在流体中含有悬浮固体的场合。
截止止回阀(Globe Check Valves)
立式止回阀(Vertical Check Valves)
角式止回阀（Angle Check Valves）
图中箭头所示为流体流动方向，虚线为阀体的位移运动。
碟阀(Butterfly valves)
占地面积小，密封好，扭距小。相对闸阀其压降较大。
图中实体为操作阀杆，虚线箭头所示为阀件转动位置，实线所示为关闭位置，虚线所示为开启位置。
隔膜阀(Diaphragm Valves)
隔膜阀利用一个隔膜作为关闭器件。
因为隔膜材料是化学降解的，所以要注意操作条件限于低压及温度范围。
隔膜阀可以调节大多数气体和液体的流量。有堰式和直通式两种。
由于隔膜的磨损及破裂，调节用的隔膜阀需要经常维护。
当使用隔膜阀时，要清楚操作压力和温度是否在隔膜材料的使用范围之内。
对于工艺要求阀件内不能有死角的场合，选用隔膜阀较好。直通式隔膜阀压降小。
堰式(Weir Configuration)
直通式(Straight-through Configuration)
隔膜止回阀(Diaphragm check valve)
还有许多用于不同场合,不同功能的阀：
切断阀(Stop valve)
底阀(Foot Valve)
安全阀(Safety Valve)
管道盲板阀(Line Blind Valve)
减压阀(Reducing Valve)
调节阀(Regulating Valve)
换向阀(Change Valve)
三通阀(T-port Valve)
针阀(Needle Valve)
旋塞阀(Cock Valve)
盖阀(Flat Valve)
快开/关阀(Quick Opening/Closing Valve) 软管阀(Pinch Valve)
放净阀(Outlet Valve)
自动排液阀(Self-draining Valve)
电磁阀(Solenoid Valve)
滴流阀(trickle Valve)
旁通阀(Bypass Valve)
同径阀(Fullway Valve)
泄压阀(Relief Valve)
热膨胀阀(Thermo Expansion Valve)
计算孔板口径与压降的关系：
参见“控制阀选型计算Cv”
参见“限流孔板计算程序试用版”
(一)管径的初步选择
(1)根据流体的性质，按照工艺过程的要求，可从表“流体的流速和压力降推荐值”或实际经验数据选定流速及允许压力降值，同时，估计管道的长度(包括管件的当量长度)，初选管径。
(2)据SHJ35-91规定，当采用流体输送设备(如泵、压缩机、鼓风机或通风机)或管道一端的压力由管道的阻力降确定时，管道的内径应根据每百米计算管长的最大阻力降控制值计算，并选取标准规格的管径。
(二)阻力降的计算和管径的确定
(1)阻力降的计算：
管径在初步选择后，可计算管道的阻力降。对于允许阻力降限制比较严格的管道，须进行详细的管道阻力降计算，应进行直管阻力降和阀门、管件等的局部阻力降计算。
(2)直管的阻力系数应根据雷诺数和管壁的绝对粗糙度求取或按公式计算。
①流体流动状态的确定，流动状态可用雷诺数Re表示。
②直管的阻力系数可根据雷诺数计算。
③管壁的绝对粗糙度可按表取值。
(3)局部阻力降计算：
①阀门和管件的局部阻力降可按当量长度法或局部阻力系数法计算。
a.当量长度法：
因局部阻力而导致的压力降，相当于流体通过其相同管径的某一长度直管的压力降，此直管长度称为当量长度。
b．局部阻力系数法:
②调节阀的阻力降宜取正常流量下管道系统阻力降的30％，但在流量比较平稳的管系中可取管道系统阻力降的20％。有特殊要求的调节阀，应根据生产条件和调节阀的特性确定其阻力降。
③按正常生产条件下的最大流量计算管道的阻力降，当不能确定设计的最大流量时，可根据正常流量计算的直管的阻力降与阀门管件等的局部阻力降之和的1.2倍。
④流体由管道进入容器(出管口)或由容器进入管道(入管口)处的压力降可按公式计算。(三)最终管径的确定
管径应根据设计的管线长度和阀门、管件数量及初选的管径，经过阻力降计算并与管道的允许阻力降比较后确定。当计算的管道阻力降小于管道允许的阻力降时，初选的管径即可以采用，否则应向较大规格调整管径，并进行阻力降复核。
气体在管道内的流动过程，因速度高而导致压力降较大时，气体的密度将产生显著的变化，当管道末端的压力小于始端压力的80％时，应按可压缩流体的计算方法选择管径和计算压力降。
理想气体在温度不变的情况下流动时，称之为等温流动，当管内气体和管壁间的热交换可以忽略不计时，称之为绝热流动。实际上，气体在管内的流动既非等温、又非绝热，而是一种多变过程。
管长大于1000倍管内径的不隔热管道，应按气体在管内进行等温流动计算；隔热管道和长度小于1000倍管内径且不隔热的管道，可按绝热流动计算。在同一管道内，气体按等温或绝热流动计算所得到的流通能力是不同的。绝热流动的能力比等温流动的能力大20％左右，但等温流动计算方法较简单，在工程设计时，如果用等温流动计算绝热流动管道，其结果偏于安全，也是允许的。(SHJ35-91只要求按等温流动进行计算)。
(一)管径的初步选择
1．马赫(Mach)数的控制值
可压缩流体在管道内流动时，流速和马赫数随始端距离的增长而增大，初选管径时，先要按马赫数的控制值计算气体质量流速。可压缩气体在一般常用管道末端的马赫数控制值小于0.3；在特殊管道和紧急泄放管道末端的马赫数控制值不应大于0.7。
2．气体流动的马赫数
气体在管道内流动时的马赫数是气体介质流速与声速之比。马赫数与相应的压力有关，可由气体在管道末端的马赫数控制值计算出管道始端的马赫数控制值。
3．管径最小控制值
根据马赫数控制值求得的气体质量流速，再按公式计算管径最小控制值。
按管径最小控制值，圆整到管材的标准规格，确定试选管径，然后按公式计算气体的质量流速。
当管道上设置截面收缩的阀门(如截止阀、角阀等)或孔板时，应按公式核算截面收缩处所能通过的最大质量流量。阀门或孔板前所能通过的最大质量流量必须大于或等于设计的质量流量。
(二)最终确定管径
按所选管径计算的质量流速应满足公式要求。如能满足上述要求，即为最终确定管径，否则应另选较大规格的管径进行核算；直到满足要求。
计算输送气体、其他介质管道的管径
据SHJ35-91的规定，应按下列原则选择：
(1)当输送气体管道进出口端的压差小于进口端绝对压力的20％时，可按不可压缩流体计算管径。流体的密度或比容按规定取值。
①管道进出口端压差小于进口绝对压力的10％时，可取进口端或出口端的密度或比容值；
②管道进出口端压差大于进口绝对压力的10％时，应取平均压力下的密度或比容值。
(2)当输送气体管道进出口端的压差大于进口端绝对压力的20％时，管径应按可压缩流体的计算方法计算。
(3)当输送有聚合、分解、化合反应而可能发生危险的介质时，应按安全流速计算管径，安全流速应根据有关安全规定或生产经验数据选定；
(4)当输送悬浮固体颗粒的液体时，管道应按常用流速计算管径，常用流速应符合要求。
(5)装置范围内，汽车罐车装油管的流速应满足要求。
流体在管道内的流速、最大压力损失推荐值
在设计工作中，要根据不同的适用场合、范围，参考、选取下列规范、手册中推荐的设计数据。
(1)《工业金属管道设计规范》(GB50316)规定的常用管内流速范围。
(2)《石油化工装置工艺管道安装设计手册》的流体的流速和压力降推荐值。
(3)《石油化工企业工艺装置管径选择导则》(SHJ35-91)规定：
每百米管长的最大阻力降控制值；
输送腐蚀性介质的管道，应采用最大流速计算管径，即腐蚀性介质的最大流速；
输送低于大气压的蒸汽管道，宜按最大流速计算管径，即低于大气压的蒸汽管道最大流速；
由于尚不具备条件，这里没有规定安全流速数据。
(4)《化学工程手册》关于“流体流动”的篇章中提供了一些气体的流动数据：
乙烯、乙炔气、氢、氧气、乙醚、苯、二硫化碳、甲醇、乙醇、汽油及丙酮。
(5)《石油库设计规范》(GB50074-2000)中提供了一些液体的流动数据：
汽油、煤油、轻柴油、重柴油、重油、成品油及可燃性液体。
(6)《液体石油产品静电安全规程》(GB13348-92)中提供了一些液体石油产品的装油速度：
油罐注油、汽车罐车注油、铁路油罐车的装油及飞机注油。
(7)《油库设计》里提供了不同粘度的油品，在管路中的经济流速，即油品在管路中的经济流速。
管径和管道压力损失计算的准则
(1)管径的确定应按正常生产条件下介质的最大流量考虑，
其最大压力损失应不超过工艺允许值，其流速应位于根据介质的特性所确定的安全流速的范围内。
(2)综合权衡建设费用和运行费用。
一般应在允许压力损失的前提下尽可能选用较小管径，特别是对大直径、厚壁、合金钢等管道，管径更需慎重对待以节省投资。但是管径太小则介质流速增高、摩擦阻力增大、增加了机、泵的投资和功率消耗，从而增加运行费用，因此应进行比较，取其最佳值。
(3)不同流体按其性质、状态和操作要求的不同，宜选用不同的流速。
粘度较高的液体摩擦阻力较大，宜选用较低的流速；允许压力损失较小的管道，例如常压自流管道和输送泡点状态液体的泵入口管道，宜选用较低流速；允许压力损失较大或介质粘度较小的管道一般选用较高流速。对容易堵塞的流体不宜采用DN<25mm的管道；为防止因流速过高而引起管道的冲蚀、磨损、振动和噪声等现象，液体流速一般不宜超过4m/s；气体流速一般不超过其临界速度的85％；真空下最大流速不超过lOOm/s；含有固体物质的流体其流速不应过低，以免固体沉积在管内而堵塞管道，但也不应过高，以免加速管道的磨损或冲蚀。
(4)当允许压力损失相同时，小流率介质管道应选用较小流速；大流率可选用较高流速。
(5)选用符合管材的标准规格。对于工艺管道，不推荐选用DN32、65、125的管子。
安全阀的公称压力、开启压力、排放压力、回座压力、启闭压差？
锅炉压力容器安全阀的开启压力是如何规定的？
安全阀的公称压力表示安全阀在常温状态下的最高许用压力，高温设备用的安全阀不应考虑高温下材料许用应力的降低。
安全阀是按公称压力标准进行设计制造的。
开启压力：也叫整定压力，是安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的介质压力。
排放压力：阀瓣达到规定开启高度时进口侧的压力。
回座压力：安全阀排放后，阀瓣重新压紧阀座，介质停止排出时的进口压力。
回座压力是表征安全阀使用品质的一个重要参数，一般要求它至少为工作压力的80％，上限以不产生阀瓣频繁跳动为宜。
启闭压差：开启压力和回座压力之差。
对锅炉和过热器的安全阀的开启压力规定如下：
(1)额定蒸汽压力小于1.27MPa时，开启压力分别为工作压力+0.02MPa和工作压力+0.04MPa；
(2)额定蒸汽压力大于1.27MPa，但小于 3.82MPa时，开启压力分别为1.04倍的工作压力和1.06倍的工作压力；
(3)额定蒸汽压力大于3.82MPa时，开启压力分别为1.05倍工作压力和1.08倍工作压力。
省煤器安全阀的开启压力为省煤器工作压力的1.5倍。
压力容器安全阀的开启压力不得超过压力容器的设计压力。
工艺设计要点之二十五：孔板流量计
早期的文丘里流量计是一种可靠的流量测试装置。而且，它只有很微小的压力损失。因此它被广泛的应用，尤其适用于大体积容量的液体和气体工况。但是这种流量计在结构上相对复杂，造价较高。所以在小管线上的测量，由于成本原因更少采用。因此更简单的孔板流量计应运而生。
孔板流量计包括一个扁平的、带有圆形钻孔的孔板。孔板的上、下游位置上分别设置有取压点。流量系数就取决于取压点的位置。
取压点类型上游取压点距孔板面的距离下游取压点距孔板面的距离
法兰一英寸一英寸
缩脉一个管径(实际内径) 0.3到0.8个管径，取决于 值
管子 2.5倍公称管径8倍公称管径
孔板流量计原理与文丘里流量计是一样的。流动介质在通过孔板时，横截面积缩小导致消耗压头的速度头增大，压力计测量出取压点之间的压力降值，伯努利方程表明了速度头的增加与压头减少的关联：
这里 β= Db/Da = (Ab/Aa)0.5
不同于文丘里流量计的是，流通面积从截面“a”处的Aa减少至孔板开口横截面(Ao)，再到缩脉断面Ab 通过关联式中的缩脉系数Cc可以从孔板面积得出缩脉面积。
C c = A b/A o
因此v b A b = v o A o , i.e., v o = v b C c
将值A b = C c A o代入前式：
用出口系数(孔板系数)计算出流量计中的摩擦损失和参数C c、通过管子的流量Q：
C o是随着A o/A a比值几雷诺数变化的。虽然在低雷诺数时，标准流量计孔板系数(C o)变化很大，但可以取雷诺数超过10000时的值为0.61。恒定的压力损失取决于β值(β=
D o/D a)，当 =0.5时，损失的压头约占孔板总压降73%。
工艺设计要点之二十：反应器
1．反应速率数据必须由实验室的研究工作得出，停留时间和空速数据的最终确定必须在试验台上取得。
2．催化剂颗粒的尺寸：流化床一般为0.1 mm，泥浆床一般为1 mm，固定床一般为2 ~ 5 mm。
3．对于均相全混釜反应器，输入搅拌浆的功率应该为0.1 ~ 0.3 kW/m3 。然而如果有传热发生，则所需功率应该三倍于上述数值。
4．当平均停留时间达到组分均一所需时间的5 ~ 10倍时，就达到了CSTR的理想状态。适当设计的搅拌约500 ~ 2000次旋转，才能达到组分均一。
5．液体或者淤浆介质间相当慢的反应，通常最经济的配置应该采用3 ~ 5个全混釜反应器串联。
6．平推流反应器的典型应用，在高流率产出物及短停留时间，当需要明显的热量传递时选择它。
7．当达到平衡条件下95%的转化率时，一个5级全混釜反应器相当于一个活塞流反应器的性能。
8．温度升高10oC，通常反应速率会加快一倍。
9．非均相反应的反应速率经常是由传热或传质因素控制的，而不是化学动力学。
10．有时，改善催化剂选择性能比增加反应速率更有效。
工艺设计要点之十九：填料塔
1.填料塔的压降总是比相应的板式塔要低。
2.经常采用规整填料来改造现有板式塔，以提高产能或者分离要求。
3.对于气相流率为14m3/min时，宜选用25mm规格的填料；对于气相流率为57m3/min 时，宜选用50 mm 规格的填料。
4.塔径与填料直径的比值通常应该大于15。
5.为避免被压扁，塑料填料层单段高度宜限制在3 ~ 4 m，而金属填料床层单段可高达6 ~ 7.6 m。
6.对于鲍尔环填料，沿塔高每间隔5 ~ 10倍塔径时，就应该设置液体再分布器；对于其它散堆填料，每间隔6.5 m时，就应该设置液体再分布器。
7.大于900 mm塔径的液体再分布器喷淋头，约为塔截面积上86 ~ 130 个/m2；小塔中的喷嘴密度还应更大些。
8.填料塔操作泛点率应该在70 %左右。
9.对于气液吸收塔的理论板当量高度(HETS)，25 mm鲍尔环为0.4 ~ 0.56m；50mm鲍尔环为0.76 ~ 0.9 m。
10.设计压降：
工况压降，Bar/m填料
吸收和再生塔
不发泡体系中等发泡体系0.002 ~ 0.003 0.001 ~ 0.002
气体洗涤塔
水为溶剂化学品溶剂0.003 ~ 0.005 0.002 ~ 0.003
常压或加压蒸馏塔0.003 ~ 0.007
减压蒸馏塔0.001 ~ 0.003
任何体系的最大值0.008
工艺设计要点之十八：板式塔
1。对于理想混合物，其相对挥发度可以取其纯组分蒸汽压的比值。
2。塔的操作压力主要取决于冷凝器中冷剂的冷凝温度，
以及再沸器中为避免工艺物流热降解而允许的最高温度。
3。对于顺序分离精馏塔系列：
首先进行最容易的分离(采用最小塔板数及最小回流比)
如果相对挥发度及进料组成变化不是很大，可一次将需要的产品精馏出塔顶。
如果相对挥发度及进料组成变化很明显，按照其挥发度的降序排列，依次精馏出所需产品。
如果进料浓度变化很明显，但是相对挥发度相差不多，
按照其浓度的降序排列，依次精馏出所需产品。
4。最经济的回流比通常在最小回流比的1.2 ~ 1.5倍之间。
5。最经济的塔板数通常取最小理论板数的两倍，
而最小理论板数是由Fenske-Underwood关联式决定的。
6。通常塔盘设计中实际塔盘数目要比计算值富余出10 % 。
7。板间距应该取450 ~ 610 mm 。
8。塔盘效率最高值通常在中等压力下蒸气线速度为0.6 m/s ；
真空条件下蒸气线速度为1.8 m/s 。
9。每块塔盘的典型压降为0.007 bar。
10。水溶液物系精馏的塔盘效率通常在60 ~ 90 % ，而气体吸收和汽提塔的塔盘效率接近于10 ~ 20 %。
12。最常见的三类塔盘为浮阀、筛板和泡罩。泡罩适用于要求低漏液率的工况，其压降比浮阀和筛板塔盘还要低。
13。筛板塔盘筛孔直径约为6 ~ 13mm，开孔面积约占塔盘总鼓泡面积的10 %。
14。浮阀塔盘阀孔直径为38mm，每平方米鼓泡面积中约设置130 ~ 150个浮阀。
15。最普通的堰高为50 ~ 76 mm，典型的堰长取塔径值的75 %。
16。回流泵的输送能力应该有至少10 %的设计余量。
17。适宜的Kremser吸收因子通常在1.25 ~ 2.00之间。
18。回流罐通常是卧式安装，设计停留时间为5分钟时充满罐容积的一半。
19。对大多数的塔，直径至少为0.9 m ，其顶部应该留1.2 m高度的蒸气排放空间，
底部应该留1.8 m高度的釜液累积排放和再沸器返回接口空间。
20。由于风载和基础的原因，塔高不宜超过为60 m。
21。塔的长径比一般不超过30，最好低于20。
22。根据塔径粗估再沸器热负荷：
Q = 1.36×D2对于加压精馏塔；
Q = 0.8×D2对于常压精馏塔；
Q = 0.4×D2对于真空精馏塔。
其中热负荷Q，106 kcak/hr；塔径D，m
工艺设计要点之十七：换热器
1。热交换器计算式Q = U×A×F×(LMTD)中LMTD的校正因子可取F = 0.9。
2。最常见的换热管外径为19、25、38 mm ，三角形排列，管长6000、3000、9000 mm 。
3。当管外径为25mm，管长为6m，双程固定管板式
壳径300 mm的换热器面积约为28 m2；
壳径600 mm 的换热器面积约为119 m2；
壳径900 mm的换热器面积约为283 m2。
4。换热管内液体流速应该为1 ~ 3 m/s ；气体流速应该为9 ~ 30 m/s 。
5。带有腐蚀、污浊、锈蚀或者高压的流体通常安排在管内侧。
6。粘性和冷凝的流体通常安排在管外壳侧。
7。对于蒸发工况，压降约为0.1 bar；其他工况约为0.2 ~ 0.68 bar。
8。管壳式换热器中对于同端面管内外流体的最小温差约为10o C；对于冷剂约为5o C 。
9。凉水塔出口温度通常为30o C ，返水温度不高于45o C 。
10。从参考文献中可以找到许多管壳式换热器中传热系数的估算式，
参见本园地2000-12-22刊发的“如何设计换热器及平均总传热系数U的初估”。
11。对于换热面积为10 ~ 20 m2的工况，最好选用套管式换热器。
12。螺旋板换热器通常用于泥浆及含有固体物料的工况。
13。带垫片的板式换热器温度可高达160o C，由于其高效传热及“交错温差”的特性，而被广泛应用。
工艺设计要点之十六：压缩机和真空设备
1。根据下图选择压缩机类型：
2。风扇用来升高压力约3% ；鼓风机只能升高压力不到2.75 bar(表) ；压缩机则可以升到更高的压力。
3。理论上可逆绝热功率估算式：
功率= m×z1×R ×T1×[(P2÷P1)a - 1] ÷a
其中：T1为入口温度；
P1、P2为进出口压力；
R为气体普适常数∴
z1为压缩因子；
m为摩尔流率；
a = (k-1)/k ，及k = Cp/Cv
4。绝热可逆流体的出口温度T2 = T1×(P2÷P1)a
5。出口温度不应该超过204o C 。
6。对于双原子气体(Cp/Cv = 1.4)的压缩比约为4。
7。对于多级压缩，每一级的压缩比应该接近相同。
压缩比= (P n / P1) 1/n共有n级压缩。
8。往复式压缩机的效率：
压缩比为1.5时的效率为65%；
压缩比为2时的效率为75%；
压缩比为3 ~ 6时的效率为80 ~ 85%。
9。入口流率为2.8 ~ 47 m3/s 的大型离心式压缩机效率约为76~78%。
10。活塞往复真空泵可以抽真空到1 torr(绝)；活塞旋转真空泵可以抽真空到0.001 torr(绝).
11。单级喷射泵可以抽真空到100torr(绝)；双级可达10torr(绝)；三级可达1torr(绝)；五级可达0.05torr(绝)。
12。三级喷射泵维持抽真空在1torr(绝)，每kg空气需要100 kg蒸汽。
13。泄露进真空设备中的空气量=k×V2/3
其中当压力大于90 torr时，k=4.8；
压力在3～20 torr时，k=1.9；
压力小于1 torr时，k=0.6；
V为真空设备的容积，m3；
泄露进真空设备的空气量，kg/h
工艺设计要点之十五：泵
1。用泵输送液体所需要的功率：
kW=1.67×[流率(m3/min)]×[压降(bar)]÷效率
2。NPSH=(在叶轮眼处的蒸气压力)÷(密度×重力常数)
通常为1.2 ~ 6.1 m 液柱的压头
3。GPSA工程数据手册的效率估算式：
效率= 80-0.2855×F+0.000378FG-0.000000238×F×G2+0.000539×F2-0.000000639×F2×G+
0.0000000004×F2×G2
其中：F 为压头，ft；G 为流率，GPM。
应用范围在F=50 ~ 300 ft；G=100 ~ 1000 GPM；偏差为3.5%。
4。离心泵：单级流量为0.057 ~ 18.9 m3/min 时，最大压头152 m ；
流量为0.076 ~ 41.6 m3/min时采用多级，最大压头1675 m 。
在流量为0.378 m3/min 时，效率为45% ；
在流量为1.89 m3/min 时，效率为70%；
在流量为37.8 m3/min 时，效率为80%。
5。轴流泵用于流量为0.076 ~ 378 m3/min 的场合，
压头可高达12 m 液柱，效率约为65 ~ 85%。
6。旋转泵用于流量为0.00378 ~ 18.9 m3/min的场合，
压头可高达15,200 m 液柱，效率约为50 ~ 80%。
7。往复泵用于流量为0.0378 ~ 37.8 m3/min 的场合，
压头可高达300,000 m 液柱，
功率为7.46 kW 时的效率约为70%；
功率为37.3 kW 时的效率约为85%；
功率为373 kW 时的效率约为90%。
工艺设计要点之十四：管道
1。对于液体管线尺寸设计:
合适的流速为1.5+0.004×D m/s ，泵出口端压降约为0.04 kg/cm 2/100 m 管线。 在泵入口端，流速为0.4+0.002×D m/s ，压降约为0.008 kg/cm 2/100 m 管线。 其中D 为管线直径，mm 。
2。对于蒸汽或者气体管线尺寸设计：
合适的流速为0.24×D m/s ，压降约为0.01 kg/cm 2/100 m 管线。
3。过热、干蒸汽、气体管线的流速限制在 61 m/s 及压降0.1 kg/cm 2/100 m 管线； 饱和蒸汽管线的流速限制在 37 m/s 以防止冲蚀。
4。对于型钢管线的压降估算式：
ΔP =35×M 1.2μ0.2/(D 4.2ρ)
其中： P 为摩擦阻力降，kg/cm 2/100 m 当量管线 M 为质量流率，kg/hr
μ为管内流体粘度，cP ρ为管内流体密度，kg/m 3
D 为管线内径，mm 。
对于光滑的换热器钢管，须用30替换35。
5。对于两相流，通常采用lockhart / Martinelli 估算式， 首先计算管线内每一相单独存在时的压降，然后计算：
X = [ΔP L /ΔP G ]0.5
则，总压降计算如下：
ΔP 总 = Y L ΔP L 或者Y G ΔP G
其中： Y L = 4.6X -1.78 + 12.5X -0.68 + 0.65
Y G = X 2Y L
6。控制阀至少需要0.69 bar 的压降来正常地操作。
7。管道法兰的公称压力等级有10，20，40，103和175 bar 。
8。截止阀通常适用于需要严密阻断气体介质的场合，闸阀适用于其他大多数场合。
9。螺纹管件适用于小于50 mm 管径的管道中，较大的管线连接易采用法兰或焊接以防泄露。
10。管道表号为：
[]
1000
.?=
σP
Sch
Procedure Document/程序文件Control Procedure for Process design and Development 工艺设计和开发控制程序Document NO/ 编号：TY-QP7.3-01-15 Revision /版本： Checked by/校对： Verified by/审核： Approved by/批准： Controlled Condition/受控状态：Distribution No./分发号：
质量管理体系更改记录表 Record Chart of Changes in Quality Management System of Quality Manual TY-QR-TQD-031A
Control Procedure for Process design and Development/工艺设计和开发控制程序 1 Purpose/目的 This procedure is used to normalize the management of new product process design and development of the company so as to ensure that all the tasks on new product process design and development of the company are implemented effectively. 本程序为了规公司新产品工艺设计和开发的管理，确保公司新产品工艺设计和开发的各项工作得到有效实施。 2 Scope/围 This procedure is applicable to control of new product process design and development of the company. The content: The company doesn’t cover the product design, just focusing on process design based on customer drawings. 本程序适用于公司新产品工艺设计和开发的控制。但包括产品进行设计和开发。 3 Terms/术语 3.1 Process design output: the result of process design. Through the process design and development, the bases of process design are transformed into a series of process technical data of the process design output./工艺设计输出：指工艺或过程设计的结果。通过对工艺设计和开发，将工艺设计的依据转化为工艺设计输出的一系列工艺技术资料。 3.2 Process review: the process design is reviewed formally, roundly and systemically and the review result is documented./工艺评审：对工艺设计进行的正式、全面和系统的审查，并把审查结果形成文件。 3.3 Overall process program: based on product design requirement, production program and productivity, the guidance document is used to put forward the technology and prepare for concrete tasks and measures./工艺总方案：根据产品设计要求、生产纲领和生产能力，提出工艺技术准备具体任务和措施的指导性文
某机械有限公司 工艺设计和开发控制程序 1.目的 对产品工艺过程进行总体策划和有效控制，确保工艺过程方法满足产品质量和生产过程中的环境、职业健康安全的要求。 2.适用范围 适用于定型产品整顿、重大改进或改型产品工艺设计和开发过程的控制。 3.职责 3.1技术室对工起产品研究所负责下达指定产品工艺设计计划,并组织提供符合要求的产品图样和设计文件,必要时组织工艺设计评审。 3.2技术室负责产品工艺设计与开发的策划,工艺设计的输出、验证、监视和改进控制与管理。 3.3设备保障室负责关键工序、特殊过程设备的管理。 3.4质检室负责关键工序、特殊过程检验、测量和试验设备的管理及过程质量审核。 3.5综合管理室负责关键工序、特殊过程人员培训及环境因素和危险源的评 审、监督检查。 3.6物资采购室负责关键工序、特殊过程的物资采购。 3.7质检室负责组织过程质量审核。 3.8各生产车间负责配合技术室做好产品工艺过程输出文件的实施。 4.工作程序 技术室在接受任务后，将指定产品的工艺设计与开发过程纳入到工作计划。 4.1产品工艺过程输出 4.1.1 产品结构工艺性审查及产品工艺方案设计由工程起重机公司工艺所进行。 4.1.2工艺试验及研究评定由技术室进行，其中包括内容如下： 4.1.2.1依据产品工艺方案规定，对生产工艺准备中的工艺难题采用的新技术、新工艺、新材料、新设备应进行工艺试验及研究评定，并对试验研究评定的结果按4.4产品工艺过程评审的相关条款组织评审，评审合格后方可纳入工艺。
4.1.2.2关键零件采用新材料、新工艺方法的特殊焊接过程必须进行预先试验及研究评定，并对试验研究评定的结果按4.4产品工艺过程评审的相关条款组织评审，评审合格后方可纳入工艺。 4.1.3产品责任生产车间的划分，依据产品工艺方案和《产品制造责任生产车间分工编制规定》执行。 4.1.4 工艺文件的编制 4.1.4.1 产品工艺文件一般包括产品工艺技术文件（工艺规程、规范等）和产品工艺管理文件两大类。 4.1.4.2工艺文件的编制要求 4.1.4.2.1各有关专业工艺员按专业分工，对产品工艺设计和开发输入进行工艺分析、合理地确定过程方法，编制产品工艺卡,零部件加工各过程的工艺技术文件和产品制造管理所用的工艺管理文件。 4.1.4.2.2产品工艺设计一般按部套进行，由产品主管工艺师填写“工艺文件编制（修改）流程卡”，明确传递顺序，并依次作业，其中涉及到的技术接口问题，由主管工艺师进行衔接和沟通。 4.1.4.2.3工艺规程分为零部件加工过程中的一般过程，关键过程和具有“A”类质量特性的特殊过程的工艺规程二种形式，即工艺过程卡、作业指导书。 4.1.4.2.4对于具有“A、B”类质量特性的关键过程，在工艺设计时应规定本过程控制应达到的质量目标和采用的相应措施，并以“关键过程质量控制表”的形式给予规定。 4.1.4.2.5在工艺设计时，各专业工艺员应根据加工过程需要提出工装设计项目，并按《工装设计任务书填写规则》要求编制工装设计任务书。 4.1.4.2.6新产品试制和定型产品工艺文件均应达到正确、完整、统一的要求，能正确指导生产。 4.1.4.3产品工艺规程的编制 4.1.4.3.1零、部件加工一般均应编写工艺过程卡；对其中的关键过程的工艺内容应细化，质量要求要明确；对具有“A”类质量特殊性的特殊过程的工艺规程设计、编制按4.7特殊过程控制的相关条款执行. 4.1.4.3.2产品工艺规程具体编制时，按《产品工艺规程编制规定》执行。 4.1.4.4专用工艺装备的设计.应在编制工艺规程的同时,为满足过程控制方法的要求,组织工艺人员按《产品工装设计管理办法》的规定进行工装设计。
Computer-Aided Process Planning According to the Tool&Manufacturing Engineers Handbook,process planning is the systematic determination of the methods by which a product is to be manufactured economically and competitively.It essentially involves selection, calculation,and documentation.Processes,machines,tools,operations,and sequences must be selected.Such factors as feeds,speeds,tolerances,dimensions,and costs must be calculated.Finally,documents in the form of illustrated process sheets, operation sheets,and process routes must be prepared.Process planning is an intermediate stage between designing and manufacturing the product.But how well does it bridge design and manufacturing? Most manufacturing engineers would agree that,if ten different planners were asked to develop a process plan for the same part,they would probably come up with ten different plans.Obviously,all these plans cannot reflect the most efficient manufacturing methods,and,in fact,there is no guarantee that any one of them will constitute the optimum method for manufacturing the part. What may be even more disturbing is that a process plan developed for a part during a current manufacturing program may be quite different from the plan developed for the same or similar part during a previous manufacturing program and it may never be used again for the same or similar part.That represents a lot of wasted effort and produces a great many inconsistencies in routing,tooling,labor requirements,costing,and possibly even purchase requirements. Of course,process plans should not necessarily remain static.As lot sizes change and new technology,equipment,and processes become available,the most effective way to manufacture a particular part also changes,and those changes should be reflected in current process plans released to the shop. A planner must manage and retrieve a great deal of data and many documents，including established standards，mach inability data，machine specifications，tooling inventories，stock availability，and existing process plans．This is primarily an information—handling job，and the computer is an ideal companion．There is another advantage to using computers to help with process planning．Because the task involves many interrelated activities，determining the optimum plan requires many iterations.Since computers can readily perform vast numbers of comparisons，many more alternative plans can be explored than would be possible manually．
工艺设计的基本原则和程序 一、工艺设计的基本原则 水泥厂工艺设计的基本原则可归纳如下： (1)根据计划任务书规定的产品品种、质量、产量要求进行设计。 计划任务书规定的产品产量往往有一定范围，设计产量在该范围之内或略超出该范围，都应认为是合适的；但如限于设备选型，设计达到的产量略低干该范围，则应提出报告，说明原因，取得上级同意后，按此继续设计。 对于产品品种，如果设计考虑认为计划任务书的规定在技术上和经济上有不适当之处，也应提出报告，阐明理由，建议调整，并取得上级的同意。例如，某大型水泥厂计划任务书要求生产少量特种水泥，设计单位经过论证，认为大型窑改变生产品种，在技术上和经济上均不合理，建议将少量特种水泥安排给某中小型水泥厂生产，经上级批准后，改变了要求的品种。 窑、磨等主机的产量，除了参考设备说明和经验公式计算以外，还应根据国内同类型主机的生产数据并参考国内外近似规格的主机产量进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机应能达到标定的产量；同时，标定的主机产量应符合优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求，既要发挥设备能力，但又不能过分追求强化操作。 (2)选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备。 工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计可谓大局已定。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。例如，要把湿法厂改为干法厂，固然困难；要把旧干法厂改为新型干法厂，也非易事。例如，为了利用窑尾废气余热来烘干原料，生料磨系统也得迁移，输送设备等也得重新建设，诸如此类的情况，在某些条件下就不一定可行。 在选择生产工艺流程和设备时，应尽量考虑节省能源，采用国内较成熟的先进经验和先进技术；
安徽机电职业技术学院 《焊接结构课程设计说明书》 --------------------------支撑座的设计 姓名： 班级： 系部：机械工程系 学号： 2014年6月27日星期五
目录 前言 (1) 第一章设计支撑座的目的 (2) 第二章板材的矫正 (3) 第三章放样 (4) 第四章划线(号料) (6) 第五章下料工艺过程 (9) 第六章装配——焊接工艺 (13) 6.1 焊接装配的基础知识 (13) 第七章焊接工艺制定 (19) 7.1 焊接方法的选择 (19) 7.2 焊接工艺参数的选择 (19) 7.3 焊接工艺卡的内容 ..................................... 错误！未定义书签。第八章课程设计总结 .. (22)
前言 “焊接结构制造工艺及实施”是一门涉及多种焊接相关知识及多种工程技术，理论与实践结合极为紧密的课程。接近生产实际经验，贴近生产，贴近工程实践，体系完善。通过对焊接制造工艺过程中各个环节相关知识的学习，使学生初步掌握现代化焊接结构工艺编制方法，培养理论联系实际，分析问题和解决问题的能力。帮助我们了解产品的制造工艺和企业通用焊接技术文件样本，还有制造工艺及一些典型的工艺要求，初步积累经验，为以后走上工作岗位打下良好的基础。 当然课程设计是我们学习中必不可少的，有助于帮助我们更好地去了解一个产品的生产过程和制造过程，对于提高我们的能力还是有很大的帮助的，而且在实习中还有老师的指导，和同学的交流，这些在以后的工作岗位上是很少的，学习的机会也会很少的，没有在学校中的这种氛围。对于这次实习我们还是非常的珍惜的。 1
首先声明这篇文档不是我写的，是我在海川化工论坛上看到一位比较有经验的工程师写的，传到文库给大家分享学习一下。感谢海川化工论坛注册名为“高端大气上档次”的前辈给我们分享的经验。 工艺那些事： 第一期： 化工工艺设计是一个大话题，在设计院哪一个专业都说工艺是龙头，龙头自然承担的就多，因此过硬的知识基础才是舞龙头的根本，但是大家总是觉得工艺太复杂，新进的同事觉得这得多长时间能全都学会了啊，我不能给你一个确切的答案，但是我能给你一个相对我认为比较好的方法，化工有个特点，就是任何事情解决的法则是“大事化小，各个击破”。无论是研发，设计，生产，销售都是这样。因此我们接下来也要“各个击破”，把以后用到的和将要徘徊犹豫的我们“各个击破”。为了避免漏项，我采用20570标准作为参考，其间我会穿插一些我在实际设计过程中遇到的例子。 第一期设备设计压力和设计温度 设计压力和设计温度为什么拿出来单独来说呢？因为我遇到很多设计院的 同志，现场的技术人员，设备厂家技术人员，有很多人对设计压力和设计温度概念模糊，规范使用的乱，各持自己的说法，还都各有道理。设备专业的GB150中对设计压力和设计温度的确定原则进行了表述，管道的压力管道审核人员培训教材中对设计压力和设计温度进行了定义，化工设计手册中对设计压力和设计温度也进行了描写，但是我认为，应该按照20570.1中规定的设备和管道系统设计压力和设计温度的确定方法来实施， 20570.1中明确规定了：“工艺系统专业负责确定容器、塔、换热器的设计
压力”，这个确定方法基本上与GB150中规定的方法一致，只是从工艺的角度去充分考虑各种工况。 是不是所有的设计压力都高于最高工作压力呢，不是，在20570.1中规定了设计压力不小于最高工作压力，这说明有等于的时候。但是这本规范是不是什么时候都适用呢？不是，这本规范只适用于表压35MPa以下的工况，但是这就满足了大多数工况，极特别的另行讨论。 设备设计温度，这个基本没有什么解释的，就是正常工作过程中，设备达到最高压力相对应的设备材料达到的温度。这里注意是材料的温度，并不是设备里面介质的温度。 下面唠叨一下具体的选取方法。 常压容器，内压容器这都正常按照表中规定的选取，这里有一个需要解释的，就是当容器位于泵进口且无安全泄放装置的时候，我们为什么提设计压力的时候还要提一个设备的全真空状态呢，因为在泵将前面容器内的液体全部抽空的时候，容器内就会产生负压，这个负压就是全真空状态，设备在设计的时候要考虑这种事故工况。 容器位于泵出口测无安全泄放装置时，取泵关闭压力。这主要是考虑当容器打满或者容器出口阀门关闭或堵塞时，泵没有停还一直在向容器中注，这时候最大的压力也就是泵关闭压力（泵关闭压力不是泵关闭，是泵的出口阀门关闭泵还在运转），为什么跟0.1MPa表压比较，就是因为0.1MPa表压就近似于大气压。 这里还要注意烃类的液化气体这个版块规范中给的压力值是常温储存条件 下的，这个新手比较容易犯错误，在设计大乙烯装置的时候，有个设计师就把压缩机后缓冲罐压力按照上面的选取的（当时工艺包没有这个缓冲罐，后
附录《结构件工艺设计手册（软件版）》软件目录 1 钢铁材料的分类及技术条件 1.1 一般用钢 1.1.1 碳素结构钢的化学成分 1.1.2 碳素结构钢的力学性能 1.1.3 优质碳素结构钢的化学成分和力学性能 1.1.4 低合金结构钢的化学成分和力学性能 1.1.5 合金结构钢的化学成分和力学性能 2 钢材 2.1 钢板 2.1.1 常用钢板、钢带的标准摘要 2.1.2 热轧钢板和钢带 2.1.3 冷轧钢板和钢带 2.1.4 钢板每平方米面积理论重量 2.1.5 锅炉用钢板 2.1.6 压力容器用钢板 2.1.7 镀锌板、镀锡板、镀铅板 2.1.8 不锈钢冷、热轧钢板 2.1.9 耐热钢板 2.1.10 花纹钢板 2.2 型钢 2.2.1 弹簧扁钢尺寸 2.2.2 热轧圆钢、方钢、六角钢 2.2.3 优质结构钢冷拉钢材交货状态的力学性能 2.2.4 热轧等边角钢 2.2.5 热轧不等边角钢 2.2.6 热轧槽钢 2.2.7 热轧工字钢 2.2.8 协议供货的窄翼缘H型钢 2.2.9 H型钢与工字钢型号对照及性能参数比较 2.2.10 热轧部分T型钢 2.2.11 冷弯等边角钢 2.2.12 冷弯不等边角钢
2.2.13 冷弯等边槽钢 2.2.14 冷弯不等边槽钢 2.2.15 冷弯内卷边槽钢 2.2.16 结构用冷弯方形空心型钢 2.2.17 结构用冷弯矩形空心型钢 2.2.18 客运汽车用冷弯方形空心型钢 2.2.19 客运汽车用冷弯矩形空心型钢 2.2.20 起重机钢轨 2.2.21 重轨 2.2.22 轻轨接头夹板 2.2.23 重轨用鱼尾板 2.2.24 轻轨用垫板 2.2.25 重轨用垫板 2.2.26 热轧扁钢（1） 2.2.27 热轧扁钢（2） 2.2.28 H型钢、H型钢截面图（1） 2.2.29 H型钢、H型钢截面图（2） 2.2.30 冷弯外卷边槽钢 2.2.31 冷弯卷边Z形钢 2.2.32 轻轨（1） 2.2.33 轻轨（2） 2.3 钢管 2.3.1 低压流体输送焊接管 2.3.2 直缝电焊钢管力学性能 2.3.3 直缝电焊钢管（1） 2.3.4 直缝电焊钢管（2） 2.3.5 传动轴用电焊钢管 2.3.6 结构用和输送流体用无缝钢管的尺寸偏差 2.3.7 结构用无缝钢管中优质钢、低合金钢管的纵向力学性能 2.3.8 结构用无缝钢管中合金钢管的力学性能 2.3.9 输送流体用无缝钢管的纵向力学性能 2.3.10 无缝钢管尺寸、重量（1） 2.3.11 无缝钢管尺寸、重量（2） 2.3.12 无缝钢管尺寸、重量（3） 2.3.13 结构用和流体输送用不锈钢无缝钢管 2.3.14 结构用和流体输送用不锈钢无缝钢管内径和壁厚的允许偏差2.3.15 不锈钢无缝钢管尺寸系列 2.3.16 液压和气动缸简用精密内径无缝钢管（1） 2.3.17 液压和气动缸简用精密内径无缝钢管（2）
第九章计算机辅助工艺设计 第九章计算机辅助工艺设计 9.1 概述 计算机辅助工艺规程设计是随着计算机科学和技术的发展在20世纪60年代兴起的一种工艺规程设计技术。CAPP系统研究开发始终是以克服传统工艺设计缺点和推进工艺设计自动化为主要目标的，目前正向设计和制造继承和智能化方向发展。在工业界推广使用CAPP系统产生了良好的社会和经济效益，特别是20世纪80年代以来，随着CIMS日益受到人们的重视，CAPP系统作为CAD/CAM集成的关键性中间环节，CAPP系统研究成为当今各国的研究的重要内容之一。 9.1.1 计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP) 指在工艺人员借助于计算机，根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求，交互地或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。如图所示CAPP系统功能模型。 9.1.2工艺设计自动化的意义 1、工艺规程设计的任务 工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经常性的技术工作，是连接产品设计和产品制造的桥梁。以文件形式确定下来的工艺规程是后续工艺装备制造和零件加工的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期、改善劳动条件都有着直接的影响，是生产中的关键性工作。 工艺规程设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、工夹量具、以及切削用量的计算等，使能按设计要求生产出合格的成品零件。
2、传统的工艺规程设计方法 长期以来，传统的工艺规程设计一直是由工艺人员根据他们多年从事工厂生产活动而积累卡的经验，以手工方式进行的。包括查阅资料和手册，进行工艺计算，绘制工序图，填写工艺卡片和表格文件等。其中花费在书写工艺文件上的时间占30%，工艺规程的设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验。 由于工艺规程设计处于产品设计和制造之间的中间环节，传统的工艺设计方法要求工艺设计人员具有丰富的生产经验，不仅要熟悉产品设计方面的信息，还要了解有关制造方面的指示。要成为一名熟练的工艺师，需要长时间经验的积累，目前国内外都却犯这样熟练的工艺设计人员。而且由于每个工艺人员的经验都带有一定的主观因素，所以工艺编制的工艺规程往往因人而异，很难得到最佳的工艺规程。 目前手工工艺规程设计中，每个零件都要设计一个工艺规程，存在着大量重复劳动。根据成组技术原理，各种机械产品中的许多零件都在一定程度上具有相似性，所以它们的工艺规程也具有一定的相似性，而不是每一个零件都必须设计一个工艺规程。例如，美国辛辛那提工厂生产的425种齿轮类零件，原来需要377种不同的工艺规程，使用成组技术对齿轮共工艺规程进行仔细分析后发现只用71种标准工艺就可以生产全部425种零件。由此可见，生产的零件品种书和工艺规程数并不存在一一对应的关系。手工工艺设计存在着大量的重复工作，不仅是一种浪费，而且会影响整个企业的生产效率、经济效益和竞争能力。 3、利用计算机进行工艺规程设计 计算机能有效地管理大量的数据，进行快速、准确的计算，进行各种方案的比较、选择，能自动绘图和编制表格文件，这些功能恰恰适应了工艺规程设计的需要，于是出现了计算机辅助工艺规程设计这样一种技术。CAPP不仅使工艺设计自动化，还能把CAD和CAM信息联机起来，实现CAD/CAM一体化，使集成制造技术的关键性中间环节。 4、CAPP在CIMS中的重要作用 计算机集成制造系统被认为是未来机械制造工业的生产模式。CIMS的关键是信息的集成，而CAD和CAM的集成又是实现CIMS的关键之一。在CAD/CAPP/CAM集成系统中，CAPP是连接CAD和CAM的桥梁和纽带。理想的CAPP系统能够直接接收CAD系统的信息，进行工艺设计，生成工艺文件，并以工艺设计结构和零件信息为依据，仅过适当的侯志处理后，生成NC代码，从而实现CAD/CAPP/CAM的集成。所以为推进CAD和CAM的真正继承，CAPP的研究已成为CIMS中最迫切的的任务之一。 CAPP不仅能实现工艺设计自动化，还能把生产实践中行之有效的若干工艺设计原则及方法转换成工艺决策模型，并建立科学的决策逻辑，从而编制出最优的制造方案。另外，CAPP 是CAD和CAM之间的桥梁，是实现CAD/CAM一体化，建立CIMS的关键环节
机械制造工艺学课程设计指导 高泽斌 机械交通学院机械工程教研室 2005年10月
机械制造工艺学课程设计 一、设计目的 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学、进行了生产实子之后进行的下一个教学环节，它方面要求学生通过设计能够获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造工艺学课程设计在下述各方面得到锻炼： 1、能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在的工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2、提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。 3、让学生学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，能够做到熟练运用。 二、设计要求 设计题目：设计连杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备。 设计条件：连杆零件的生产纲领为中批（5000件/年），附连杆设计图纸一套（3张）。 设计的要求包括以下几个部分： 制定“连杆”零件机械加工工艺路线；分组制定加工连杆“大头孔”、“两端面”、“小头孔”、“螺栓孔”表面各工序的工序卡；设计相应工序的机床夹具。 1、连杆机械加工工艺过程综合卡1份 2、制定表面的机械加工工序卡1套 3、机床夹具设计装配图1张 4、机床夹具设计零件图1~2张 5、课程设计说明书1份 按教学计划规定，机械制造工艺学课程设计总学时数为三周（包括国庆周），其进度及时间大致分配如下： 熟悉零件，选择加工方案，确定工艺路线，加工机床和工艺尺寸，填写工艺过程卡和工序卡5天； 工艺装备（夹具）设计，包括总装图及夹具体零件图等8天； 编写设计说明书1天； 准备及答辩1天。
化工工艺设计基础-个人总结.txt丶︶￣喜欢的歌，静静的听，喜欢的人，远远的看我笑了当初你不挺傲的吗现在您这是又玩哪出呢？本文由scutbiao贡献 doc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。 《化工工艺设计》讲座化工工艺设计》 1. 概述要建设一个化工厂,必须具有一批化工工艺专业技术人员, 1.1 要建设一个化工厂,必须具有一批化工工艺专业技术人员,这批化工工艺专业技术人员必须具备下列基本条件. 业技术人员必须具备下列基本条件. 掌握化工基本理论如化工热力学,流体力学,传热,传质,化学反应动力学(化学反应工程) . 如化工热力学,流体力学,传热,传质,化学反应动力学(化学反应工程) 掌握化工工艺设计方法和技能熟悉环保,安全,消防等方面的法规熟悉环保,安全,消防等方面的法规环保一定的工作经验 1.2 化工建设项目阶段 1. 2.1 建设项目阶段的划分以工程公司为主体,通常分为三个阶段建设项目阶段的划分以工程公司为主体, 项目前期工程设计按国内审批要求分为按国内审批要求分为: 批准后建设单位即可开工. 初步设计→批准后建设单位即可开工. 施工图设计按国际常规做法分为: 按国际常规做法分为: 工艺设计基础设计详细设计施工,安装,试车,性能考核及国家验收(验收后工厂投入正常运行) 施工,安装,试车,性能考核及国家验收(验收后工厂投入正常运行) 建设项目阶段的划分以建设单位为主体, 1.2.2 建设项目阶段的划分以建设单位为主体,通常分为四个阶段项目前期工程设计工程建设工厂投入生产 2. 工艺设计的内容和深度工艺设计的文件包括三大内容文件包括三大内容: 2.1 工艺设计的文件包括三大内容: 文字说明(工艺说明) 文字说明(工艺说明) 图纸表格文字说明(工艺说明) 2.1.1 文字说明(工艺说明) 工艺设计的范围. 工艺设计的范围. 设计基础:生产规模,产品方案,原料,催化剂,化学品,公用工程燃料规格, 设计基础:生产规模,产品方案,原料,催化剂,化学品,公用工程燃料规格, 产品及副产品规格. 产品及副产品规格. 副产品规格工艺流程说明:生产方法,化学原理,工艺流程叙述. 工艺流程说明:生产方法,化学原理,工艺流程叙述. 原料,催化剂,化学品及燃料消耗定额及消耗量. 原料,催化剂,化学品及燃料消耗定额及消耗量. 公用工程(包括水, 公用工程(包括水,电,汽,脱盐水,冷冻,工艺空气,仪表空气,氮气)消耗脱盐水,冷冻,工艺空气,仪表空气,氮气) 定额及消耗量. 定额及消耗量. 三废排放:包括排放点,排放量, 三废排放:包括排放点,排放量,排放组成及建议处理方法装置定员安全备忘录(另行成册) 安全备忘录(另行成册) 技术风险备忘录(通常为对内使用,另行成册) 技术风险备忘录(通常为对内使用,另行成册) 操作指南(通常为对内使用,另行成册.供工艺系统,配管等专业使用) 操作指南(通常为对内使用,另行成册.供工艺系统,配管等专业使用) 2.1.2 图纸 PFD: 的设计依据,供基础设计使用(通常分版次逐版深化) PFD:是 PID 的设计依据,供基础设计使用(通常分版次逐版深化) . 包括全部工艺设备,主要物料管道(表示出流向,物料号) 主要控制回路, ,主要控制回路包括全部工艺设备,主要物料管道(表示出流向,物料号) 主要控制回路,联锁 , 方案,加热和冷却介质以及工艺空气进出位置. 方案,加热和冷却介质以及工艺空气进出位置. 建议设备布置图:是总图布置,装置布置的依据,供基础设计使用( 建议设备布置图:是总图布置,装置布置的依据,供基础设计使用(通常为平面布置图) 根据工艺流程的特点和要求进行布置. .根据工艺流程的特点和要求进行布置布置图) 根据工艺流程的特点和要求进行布置. . PCD:通常是设计院内部设计过程文件, PCD:通常是设计院内部设计过程文件,最终体现在终版 PFD 中(通常由自控专业完成) . 完成) 2.1.3 表格物料平衡表工艺设备数据表工艺设备表取样点汇总表装置界区条件表工艺设计方法(化工基本理论的应用) 3. 工艺设计方法(化工基本理论的应用) 3.1 工艺路线的选择 原料来源经济效益和社会效益(生产成本) 经济效益和社会效益(生产成本) 环境保护其它,如操作条件, 其它,如操作条件,安全,消防,投资,工艺先进性,可行性,合理性. 消防,
《化工设计》课程教学大纲 制定人：张丽娟教学团队审核人：陆杰开课学院审核人：饶品华 课程名称：化工设计/ Chemical Process and Plant Design 课程代码：043041 适用层次（本/专科）：本科 学时：32学分：2 考核方式：考查 先修课程：化工原理，化工热力学，化工仪表与自动化 适用专业：：化学工程与工艺专业 教材：陈声宗《化工设计》普通高等教育“十一五”国家级规划教材化学工业出版社 2012 主要参考书： 1. 上海医工院编，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社 2009 2. Wells GL,Rose，《The Art of Chemical Process Desin》，Elsevier，1996 3. 王静康主编，《化工设计》，化学业出版社，2006 4. 吴嘉，《化工设计》，化学工业出版社，2002 一、本课程在课程体系中的定位 本课程是专业技术课，为选修课，学完后进行考核。 二、教学目标 1、掌握化工设计的基本程序、基本规律、基本方法、主要规范和基本思维方式； 2、给学生以扎实的化工设计基础训练和创新思维的培养； 3、掌握工艺方案选择和工艺流程设计、以及车间设备布置和管道布置的原则、 方法和步骤； 4、掌握物料衡算、热量衡算及设备的选型与工艺计算的原理和方法，并能运用计 算机进行工艺计算； 5、掌握工艺流程图、设备布置图、管道布置图及化工设备图的表达内容、绘制方 法和阅读方法，并能运用计算机绘制工艺流程图、设备布置图和化工设备图； 6、了解非工艺专业的设计及概算的内容，设计的技术经济评价方法，为非工艺 专业提供设计条件。 三、教学效果 1培养学生能掌握化工设计的工作程序、工作内容、设计结果的表达和文档的编制方法； 2.培养学生学会化工专业计算机辅助设计的内容、工具和方法，初步掌握至少一种化工专业 CAD工具软件，以及基本的化工CAD方法。 3.使学生具有正确的设计思想和初步的化工工艺设计能力，为毕业设计和今后在工作岗位上 进行设计工作打下良好的基础。 4.掌握正确的设计思想和设计方法以及原则。 5. 了解我国现行的有关化工设计的规范方法和程序。 6.熟悉从项目建议书到投料试车的化工厂设计工作的内容和程序。 7.理解项目建议书、可行性研究、设什任务书、扩大初步设计和施工图设计的主 要内容。了解国外通用设计程序和内容。
1、计算机辅助设计（CAD）概念：利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计人员完成工程或产品的设计、分析计算及图样绘制等工作，从而获得理想的设计目标并获得预期成果的一种技术。 2、CAD/CAM技术的发展过程 3、CAD技术的发展趋势：目前CAD技术正在向集成化、智能化、网络化的方向发展。 4、CAD系统结构硬件：中央处理器、输入设备、输出设备、存储器、网络通信设备。CAD系统结构软件：系统软件、支撑软件、应用软件。 二维图形的变换形式：图形不变坐标系改变、图形改变坐标系不变。 5、设计资料的类型：数表和线图。 设计资料的处理方法：公式化、数据文件、数据库。 6、设计数据的差值方法：线性插值法、抛物线插值法、拉格朗日插值法。 7、设计曲线的拟合方法和原理 设计曲线的拟合方法：最小二乘法。 最小二乘法原理：将由实验得到或绘图经离散后得到的m个点在坐标系中画出来，假设这些点得到的拟合公式为y=f（x），每个节点处的偏差为=f（）-，i=1,2,2...m，如果将每个点的偏差值直接代数相加，则有可能因为正负偏差的抵消而掩盖整个误差程度，不能正确反映拟合公式的精确度，为此，将所有节点的偏差取平方值并求和，得到=，让偏差平方和达到最小，即最小二乘法的曲线拟合。 8、几种坐标系的概念：用户坐标系、设备坐标系、假想设备坐标系。 用户坐标系（世界坐标系）：坐标轴上的单位由用户自己确定，用来定义二维或三维世界中的物体。 设备坐标系（物理坐标系）：图形显示器或绘图机自身的一个坐标系。 假想设备坐标系（标准设备坐标系）：从世界坐标系到设备坐标系的变换中插入的一个坐标系，使所编制的软件方便地应用于不同的设备上。 二维图形的变换方法：比例变换、平移变换、旋转变换、对称变换、错切变换。 1、几何建模的概念：将物体的几何信息以及相关的属性输入计算机，计算机以数据的形式将物体的信息储存起来。 2、几何建模的三种方式：线框建模、表面建模、实体建模。 线框建模：采用点、直线、圆弧及自由曲线来构造三维模型的方法。 表面建模：通过对物体表面进行描述的建模方法。 实体建模：利用一些体素通过布尔运算构成所需的简单或复杂的实体的方法。 实体建模的表示方法和定义 a边界表示法B-REP：采用“点-边-面-体”的方式来表示物体，他以物体的边界为基础，通过描绘实体的表面边界来描述实体。 b实体结构几何法CSG：利用已有的基本体素，根据实体的结构将实体视为由不同的基本体素通过布尔运算而得到。 c混合模式B-REP+CSG表示法 4、特征建模的定义：它是几何建模技术发展的最新阶段，用符合设计思想的特征来定义零件，是实现CAD/CAPP/CAM集成的重要手段，也是网络化制造研究中进行产品图形设计的基础。 5、a特征的定义：一个对象上所具有的全部信息，不仅仅局限于实体的形状、结构，而且包含了对象从设计到制造全过程的所有信息，包括该对象的几何形状、功能和属性。
化工工艺设计常用的标准规范-2016 搞工艺设计需掌握的东西大致如下： 1、标准类 《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 《石油化工企业设计防火规范》GB 50160-2008 《工艺系统设计管理规定》（HG20557-93） 《工艺系统设计文件内容的规定》（HG20558-93） 《管道仪表流程图设计规定》（HG20559-93） 《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571-95） 《化工装置管道布置设计规定》（HG/T20549-1998） 《化工装置设备布置设计规定》（HG20546-2009） 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》（HG20505-2000）《化工管道设计规范》（HG20695-1987） 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002） 《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GBJ126-89） 《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-85） 《量和单位》（GB3100～3102-93） 《化工建设项目环境保护设计规定》（HG20667-2005） 《化工建设项目噪声控制设计规定》（HG20503-92） 《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000） 《设备及管道保温设计导则》（GB/T8175-87） 《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97） 《化工设备管道外防腐设计规定》（HG/T20679-1990） 《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（HG/T20519-92） 《化工蒸汽凝水系统设计技术规定》（HG/T20591-97） 《化工装置管道机械设计规定》（HG/T20645-1998） 《化工装置管道材料设计规定》（HG/T20646-1999） 《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG20592～20614-97）［欧洲体系］《石油化工装置工艺管道安装设计手册》（1～4册修订本） 《管架标准图》（HG21629-1999） 《变力弹簧支吊架》（HG/T 20644-1998） 《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97） 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-97）《工业设备、管道绝热质量检验评定标准》（GB50185-92） 《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》（HGJ229-91） 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB 50058-92） ２、书籍 化工工艺设计手册，化学工程手册，化学工程师技术全书等 3、软件类 办公软件，AUTOCAD,PROJECT,ASPEN,PDS或PDMS 4、工作经验 最好是有一两年的工作经验。这样作设计就会比较容易些。 ５、其它
初步设计任务书 二班第一组设计题目：年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计 1 设计任务及设计条件： 1.1 目的：选择年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计作为设计项目，让学生对工艺设计进行实战训练，熟悉主要的设计过程及设计方法，提高学生的工程设计能力。 1.2 规模：年产5 万吨高浓度复混肥。 产品方案：15-15-15为设计基础。 1.3 生产方法：计算机自动配料，原料全部破碎，混合后，采用加蒸汽滚筒造粒，滚筒干燥机，滚筒冷却机，筛分后，产品自动包装，非成品破碎后返回造粒。 1.4 设计原则：原料和产品机械运送，原料采用电子秤计量，产品自动包装。自动化水平一般，运行可靠，生产灵活。 1.5 原材料： 氮肥：尿素，含氮46%，氯化铵，含氮24%； 磷肥：过磷酸钙，含五氧化二磷为15%；钙镁磷肥，含五氧化二磷为15%；磷酸一铵，含氮11%，含五氧化二磷为44% 钾肥：氯化钾，含氧化钾60%；硫酸钾，含氧化钾50% 燃料：无烟煤，干燥机热风炉用； 水：外部共给，至界区内； 电：外部共给，至界区内； 厂内运输：叉车 1.6 环保及三废治理：要求干燥机尾气采用旋风除尘，达到国家排放标准。 1.7占地面积：占地20亩，每亩15万。 1.8 投资额：自己核算。 1.9 劳动定员：待确定。 1.10投资核算和经济效益分析 1.12 每天工作20小时，每年300天 1.13原料库存30天，成品库存15天。 二完成任务： 确定工艺流程，画出工厂总平面布置图，画出带控制点的工艺流程图；设备布置图（设备平面布置图，设备立面布置图）；土建条件图，设备一览表；主要设备选型及选型计算；设计说明书；投资核算和经济效益分析；物料流程图及物料平衡计算； 非标准设备图：包括热风炉、原料贮斗、半成品贮斗、成品贮斗等。 参考的设计条件： 说明：原料可以根据需要选用。没有给出的设计条件由自己查资料确定。 1、产品规格按任务要求进行计算。 2、设计规模为5万吨/年。 3、年工作日300天。 4、每天操作日按20h。 5、造粒后物料含水量8%。 6、干燥后物料含水，查国家标准GB15063-2009。