化工设备机械基础综述
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化工设备机械基础总结
化工设备机械基础是化工工程中的重要组成部分。
主要包括以下几个方面:
1. 设备机械基础的作用:设备机械基础是支撑和固定化工设备的重要部分,它的主要作用是承受设备的重量和振动,保证设备的稳定运行,并将设备与地面隔离,减少机械震动的传递。
2. 设备机械基础的材料:常见的设备机械基础材料有混凝土、钢筋和锚固件等。
混凝土是常用的基础材料,具有良好的抗压和耐久性能;钢筋用于加强混凝土的抗拉能力;锚固件用于将设备固定在基础上,防止设备的移动。
3. 设备机械基础的设计原则:设备机械基础的设计应考虑到设备的重量、振动特性和工作环境等因素。
基础的尺寸和形状应满足设备的布置要求,并保证基础的稳定性和承载能力。
同时,还应考虑基础内部的钢筋布置和混凝土配合比的设计,以确保基础的强度和耐久性。
4. 设备机械基础的施工过程:设备机械基础的施工包括基础的挖掘、钢筋安装、模板搭建和混凝土浇筑等工序。
施工需要严格按照设计图纸和相关规范进行,保证基础的质量和施工进度。
5. 设备机械基础的检测与维修:设备机械基础在使用过程中可能会出现裂缝、沉降等问题,需要进行定期的检测和维修。
常用的检测方法包括视觉检查、测量和无损检测等,根据检测结果进行必要的维修和加固。
总之,设备机械基础是保证化工设备安全运行的重要环节,其设计、施工和维护都需要严格按照相关规范和标准进行。
只有确保基础的质量和稳定性,才能保证设备的正常运行和工艺的安全性。
1什么是外压容器的临界压力?临界压力与哪些因素有关?答:导致容器失稳的最小外压力或保持容器不失稳的最大外压力,称为外压容器的临界压力、用p cr表示。
临界压力与容器的几何尺寸、材料、制造质量等因素有关。
2、在外压薄壁圆筒上设置加强圈的作用是什么?答:当圆筒的壁厚确定时,设置加强圈可减小圆筒的计算长度、增大临界压力,从而提高容器承受外压力的能力;当承载要求确定时设置加强圈可减小圆筒的壁厚,从而节省材料。
3、什么是第一、二曲率半径?第一曲率半径——经线上任一点的曲率半径就是旋转壳体在该点的第一曲率半径,用r1表示。
R1=K O1,O1为第一曲率中心。
第二曲率半径——用过K点并与经线在K点的切线垂直的平面切割中间面,所得交线为一曲线,此曲线在K点的曲率半径称为旋转壳体在该点的第二曲率半径,用r2表示。
R2=KO2,O2为第二曲率中心。
4法兰联接是由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和螺母组成5、压力容器法兰的密封面有平面型、凹凸型和榫槽型三种形式7、补强有整体补强和局部补强,常用的局部补强结构有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强8失稳分为整体和局部失稳,整体又分为侧向和轴向失稳9薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。
问题a:筒体上开椭圆孔,如何开?应使其短轴与筒体的轴线平行,以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度,使环向应力不致增加很多。
10,筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝,故纵焊缝易裂,4、简述压力容器法兰和管法兰公称直径的定义。
压力容器法兰的公称直径是指与法兰相配套的容器或封头的公称直径,对于用钢板卷制的圆筒公称直径就是其内径,对用无缝钢管制作的圆筒其公称直径指钢管的外径。
管法兰的公称直径(为了与各类管件的叫法一致,也称为公称通径)是指与其相连接的管子的名义直径,也就是管件的公称通径。
3、管壳式换热器按其结构特点有管壳式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器和填料函式换热器等形式2、管壳式换热器的管板和管子胀接连接的原理是什么?胀接连接是利用管子与管板材料的硬度差,使管孔中的管子在胀管器的作用下直径变大并产生塑性变形,而管板只产生弹性变形,胀管后管板在弹性恢复力的作用下与管子外表紧紧贴合在一起,达到密封和紧固连接的目的。
化工设备机械基础概念总结(自己总结的)化工设备机械基础概念总结在化工行业中,化工设备机械是生产和加工化学产品、塑料、橡胶等的关键设备。
它们在化工过程中用于混合、搅拌、分离、传热和传质等操作。
为了更好地理解和应用化工设备机械,以下是一些基本概念的总结。
1. 机械:机械是指能够将输入的能量转换成实际应用或任务的设备。
化工设备机械是一门工程学科,研究和设计用于化工生产过程中的各种设备。
它们通常包括容器、反应器、换热器、搅拌器等。
2. 容器:容器是一种用于贮存化学物质的设备。
它们通常由金属或非金属材料制成,如不锈钢、玻璃钢等。
容器的形状可以是圆柱形、圆锥形、圆球形等,根据需要可使用不同尺寸和形状的容器。
3. 反应器:反应器是一种用于进行化学反应的设备。
它们通常用于混合和催化反应,并具有特定的温度和压力控制系统。
反应器可以是连续操作或分批操作的,具体取决于反应过程的需求。
4. 换热器:换热器是一种用于在化工过程中传递热量的设备。
它们可以通过传导、对流和辐射方式进行热量传递。
换热器的种类有很多,常见的有管壳式换热器、板式换热器、螺旋板换热器等。
5. 搅拌器:搅拌器是一种用于混合或搅拌化学物质的设备。
它们通常由可旋转的桨叶或螺旋形状的叶片构成,可以在容器中产生强大的搅拌力。
搅拌器的类型包括桨式搅拌器、螺旋式搅拌器、涡轮搅拌器等。
6. 泵:泵是一种用于输送流体介质的设备。
在化工工业中,泵通常用于将液体从一处输送到另一处,如将原料输送到反应器,或将产物送到下一步处理过程。
常见的泵类型有离心泵、容积泵、潜水泵等。
7. 过滤器:过滤器是一种用于分离固体和液体或固体和气体混合物的设备。
在化工工业中,过滤器常用于去除悬浮颗粒、杂质和固体颗粒,以保证产品质量。
常见的过滤器类型有压力式过滤器、离心过滤器、真空过滤器等。
8. 浓缩器:浓缩器是一种用于将流体中的溶质浓缩的设备。
在化学工业中,浓缩器通常用于蒸发过程,将溶质从溶液中蒸发掉,以得到高浓度的产物。
化工机械基础
1 化工机械的重要性
化工机械,也称化工设备,是用来加工、贮存、分解、混合等化学工艺所必需的机械设备,从而实现生产所要求的效果。
化工机械包括加热设备、冷却设备、配料设备、灌装设备、联机设备、精馏设备和炉子等。
化工机械属于化工行业,它是物理化学、分离工艺和反应工艺以及其他相关学科的重要组成部分,包括设计、调试、施工等活动,是衡量一个化工企业的经营水平的重要标志之一。
2 化工机械的主要优点
(1)易安装、操作:化工机械管理不是一件复杂的事情,而且大部分化工机械均带有详细的介绍和改装方法,调试及维护也比较简单方便;
(2)高可靠性和高安全性:化工机械的精密测量技术、特殊储存材料及自动化管理技术保障了它的高可靠性,以及强大的安全性;
(3)噪音小:化工机械采用部分采用高效多级调速系统,噪音控制技术,有效的减小了噪音,节约了能源;并且可以针对不同的环境进行改造和调整。
3 化工机械的分类
化工机械又可以分为热能机械、化工设备以及净化工程机械。
(1)热能机械:指利用燃烧热、汽提热或热水系统等来提供企业
在制程中需要的热能,如锅炉、冷凝器、分配器等;
(2)化工设备:主要指供给化工企业提供物料的设备,如运输机械、辊筒、刮板机、搅拌机等;
(3)净化工程机械:主要用于化学建筑的净化工程设备,如净化
过滤设备、混合搅拌设备、加热设备等。
4 结论
化工机械具有安装、操作简单、高可靠性、高安全性、噪音小等
优点,可以大大提高化工企业的生产效率。
化工机械可分为热能机械、化工设备、净化工程机械等,这些设备在安全可靠地满足生产要求的
前提下,都是不可缺少的重要元素。
化工设备机械基础第七版答案第一章:化工设备机械概述1.1 化工设备机械的定义和分类化工设备机械是指在化工生产过程中用于物料输送、混合、分离、反应、加热、冷却、传热和杂项处理等的机械设备。
根据其功能和特点,可以将化工设备机械分为输送设备、混合设备、分离设备、反应设备和传热设备等几大类。
1.2 化工设备机械的工作原理和基本组成化工设备机械的工作原理是根据化工过程中的要求,通过施加外力、传递能量和控制流体的运动来完成特定的物料处理工作。
基本组成包括机械主体、动力装置、传动部件、控制系统和附属设备等。
1.3 化工设备机械的性能指标和技术要求化工设备机械的性能指标包括生产能力、输送能力、混合效果、分离效率、反应速度、传热效果等。
技术要求包括安全可靠、耐腐蚀、操作方便、维护简单等。
第二章:输送设备2.1 输送设备的概述和分类输送设备是化工设备机械中用于物料输送的设备。
根据输送原理和输送介质的不同,可以将输送设备分为机械输送设备、液体输送设备和气体输送设备等几大类。
2.2 机械输送设备机械输送设备主要包括皮带输送机、链条输送机、螺旋输送机和刮板输送机等。
它们的工作原理和结构特点各有不同,适用于不同的物料输送需求。
其中,皮带输送机具有输送能力大、速度可控的特点;链条输送机适用于输送重载物料;螺旋输送机适用于输送散状物料;刮板输送机适用于输送粘稠物料。
2.3 液体输送设备液体输送设备主要包括泵类设备和管道设备。
泵类设备包括离心泵、容积泵和潜水泵等,用于将液体从一个地方输送到另一个地方;管道设备包括管道、阀门和管件等,用于控制液体的流动和输送方向。
2.4 气体输送设备气体输送设备主要包括风机、压缩机和气体管道等。
风机用于输送气体和增加气体的压力;压缩机用于将气体压缩为高压气体;气体管道则用于输送和控制气体的流动。
第三章:混合设备3.1 混合设备的概述和分类混合设备是化工设备机械中用于混合不同物料的设备。
根据混合方式和混合物料的性质不同,可以将混合设备分为机械搅拌设备、液体混合设备和固体混合设备等几大类。
化工设备机械基础知识总结一、名词解释A组1、蠕变:在高温时,在一定的应力下,应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2、延伸率:试件受拉力拉断后,总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3、弹性模数(E):材料在弹性范围内,应力和应变成正比,即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4、硬度:金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5、冲击功与冲击韧性:冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6、泊桑比(μ):拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
7、耐腐蚀性:金属和合金对周围介质侵蚀(发生化学和电化学作用引起的破坏)的抵抗能力。
8、抗氧化性:金属和合金抵抗被氧化的能力。
9、屈服点:金属材料发生屈服现象的应力,即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10、抗拉强度:金属材料在受力过程中,从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组:1、镇静钢:镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si,Al等完全脱氧,是脱氧完全的钢。
反FeO中的氧还原出来,生成Si和Al2O3。
钢锭膜上大下小,浇注后钢液从底部向上,向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔,内部紧密坚实。
2、半镇静钢:介于镇静钢沸腾钢之间,锭模也是上小下大,钢锭内部结构下半部像沸腾钢上半部像镇静钢。
3、低碳钢:含碳量低于的碳素钢。
4、低合金钢:一般合金元素总含量小于的合金钢。
5、沸腾钢:沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧,是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大,浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应,放出大量的CO气体,造成沸腾现象。
沸腾钢锭中缩孔,凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡,布满全锭之中,因而内部结构疏松。
6、碳素钢:这种钢的合金元素含量低,而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
7、铸铁:含碳量大于0.02的铁碳合金。
化工过程设备机械基础嘿,朋友!咱今天来聊聊化工过程设备机械基础这回事儿。
你知道吗?化工过程设备就像一个庞大的交响乐团,而机械基础就是那指挥棒,掌控着整个演奏的节奏和旋律。
要是这指挥棒出了岔子,那整个乐团可就乱套啦!先说化工容器吧,这就好比是一个大“肚子”,专门用来装各种化工物料。
可别小看这“肚子”,它得能承受高温、高压、腐蚀这些“调皮鬼”的折腾。
就像我们的胃,得能消化各种食物,还不能轻易闹毛病。
你想想,如果容器质量不过关,突然“砰”的一声爆开,那得多吓人!还有化工塔设备,它就像一个高楼大厦,分层住着不同的“居民”——各种化工物质。
每一层的结构、材料都得精心设计,要不然“居民”们可不乐意,闹起脾气来,整个生产过程都得遭殃。
这和咱们盖房子是不是有点像?根基要稳,结构要合理,才能住得安心。
化工换热器呢,就像是一个热情的“调解员”,忙着在不同温度的物料之间传递“温暖”。
它要是工作不给力,要么物料热得要“发火”,要么冷得直“哆嗦”,那可就麻烦啦!再说管道,这可是化工过程中的“交通要道”。
管径选小了,物料堵得慌;选大了,又浪费材料。
而且管道还得耐得住各种化学物质的“侵蚀”,不然就像生锈的水管,到处漏水。
机械密封呢,就像是给设备穿上了一层“防护服”,得把里面的物料严严实实地保护好,不让它们跑出来“撒欢”。
要是密封不好,那可就像没关紧的水龙头,滴滴答答,损失可不小。
而化工机械的材料选择,那也是一门大学问。
就好比给人挑衣服,得根据不同的场合、天气来选。
有的环境需要耐高温的“铠甲”,有的需要耐腐蚀的“防护服”,选错了可不行。
在化工过程设备机械基础中,每一个零部件都有着至关重要的作用,就像我们身体的各个器官,缺一不可。
一个小小的疏忽,都可能引发大问题。
所以啊,搞化工的朋友们,可得把这机械基础学扎实喽,不能马虎!这不仅关系到生产效率,更关系到安全和质量。
咱可不能让这些设备在关键时刻掉链子,您说是不是这个理儿?。
化工机械基础绪论引言化工机械是化工工艺中不可或缺的一部分,它在化工生产过程中起着至关重要的作用。
化工机械是指用于化工生产的各类机械设备,包括搅拌设备、反应设备、传热设备、分离设备等。
本文将对化工机械的基础知识进行介绍和讨论,包括化工机械的定义、分类、功能以及在化工生产中的应用等。
化工机械是指应用于化工生产过程中的各类机械设备。
它们在化工生产中起到搅拌、混合、反应、传热、分离等功能,是化工生产过程不可或缺的重要装备。
化工机械的种类繁多,包括搅拌机、反应釜、换热器、离心机、过滤机等。
化工机械在化工生产中具有重要的地位和作用。
它们不仅影响着化工产品的质量和产量,还直接关系到生产过程中的安全性和经济性。
因此,对化工机械的基本知识有深入的了解是非常重要的。
根据功能和应用的不同,化工机械可以进行不同的分类。
常见的化工机械分类方法包括按用途分类、按工艺过程分类、按操作方式分类等。
按用途分类:化工机械按其在化工生产过程中的具体用途可以分为搅拌设备、反应设备、传热设备、分离设备等。
搅拌设备用于将各种原料充分混合;反应设备用于进行各种化学反应;传热设备用于进行热量的传递和转移;分离设备用于将混合物中的不同物质分离出来。
按工艺过程分类:化工机械按其在化工生产过程中的工艺过程可以分为物料输送、物料处理、物料反应、物料分离、物料处理五个方面。
按操作方式分类:化工机械按其操作方式可以分为连续操作设备和间歇操作设备。
连续操作设备适用于连续生产工艺,能够实现生产过程的连续运行;间歇操作设备适用于间歇生产工艺,其操作过程分为一系列间歇的步骤。
化工机械的功能化工机械的功能与其分类密切相关。
不同类型的化工机械在化工生产过程中承担不同的功能。
搅拌设备通过搅拌和混合原料,使原料之间充分接触和混合,保证反应物质的均匀性,提高反应速度和效率。
反应设备是进行化学反应的关键装备。
它提供了反应需要的合适的温度、压力和搅拌条件,并将反应产物进行分离和处理。
第一章 刚体的受力分析及平衡规律一、基本概念1、刚体:在任何情况下都不发生变形的物体。
约束:限制非自由体运动的物体。
(三种约束)二、力的基本性质三、二力平衡定律 三力平衡定理三力平衡定理:如果一物体受三个力作用而处于平衡时,若其中两个力的作用线相交于一点,则第三个力的作用线必交于同一点。
四、平面汇交力系、平面一般体系五、力的平移定理力的平移定理: 作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点,要使原力对刚体的作用效果不变,必须同时附加一个力偶,此附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩,转向取决于原力绕新作用点的旋转方向。
第二章 金属的力学性质一 基本概念弹性模量:材料抵抗弹性变形的能力⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑000o m Y X拉伸试件的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值。
线应变:反应杆的变形程度,杆的相对伸长值。
蠕变:金属试件在高温下承受某已固定的应力时,试件会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性形变。
应力松弛:总变形量保持不变,初始的弹性变形随时间的推移逐渐转化为塑性变形并引起构件内应力减小的现象二 拉伸曲线 (重要,看书!!!)第四章 直 梁 的 弯 曲中性层:梁内纵向长度既没有伸长也没有缩短的纤维层。
中性轴:中性层与横截面的交线 。
剪力与弯矩的计算剪力:抵抗该截面一侧所有外力对该截面的剪切作用,大小应该等于该截面一侧所有横向外力之和。
弯矩:抵抗该截面一侧所有外力使该截面绕其中性轴转动,大小应等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取距之和。
剪力的符号约定εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变计算剪力的法则:梁的任一横截面上的剪力等于该截面一侧所有横向外力的代数和;截面左侧向上的外力和截面右侧向下的外力取正值,截面左侧向下的外力和截面右侧向上的外力取负值。
据此法则:截面左侧 Q 左=R A -P 1截面右侧 Q 右=P 2 + P 3 -R B弯矩的符号约定计算弯矩法则:梁在外力作用下,其任意指定截面上的弯矩等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和;凡是向上的外力,其矩取正;向下的外力,其矩取负值。
化工设备机械基础(第三版)读书笔记模板01思维导图目录分析精彩摘录内容摘要读书笔记作者介绍目录03 0502 04 06思维导图机械基础相关化工设备版化工人员设备设备化工设备拆装化工操作管道运转题实验加工分析本书关键字分析思维导图内容摘要内容摘要本书分为设备基础篇和实训操作篇,以一线人员应具备的基本素质为出发点,注重基本视野和实用能力,较系统地简化学习化工设备基础知识、化工设备的结构及其管道、机械传动及化工运转设备,以及化工设备维护、维修、管理及材料方面的知识,并通过相关实验介绍及分析学习有关知识。
实操训练内容可以作为初步入门训练学习或介绍,也可作为后续与就业相关、与竞赛相关的深化学习。
本书适用于各类职业院校的化工工艺类专业使用,也可供其他相关人员参考。
目录分析绪论1化工设备基础知识2化工设备结构与管道3机械传动基础及化工运转设备4化工设备维护、维修与管理12345设备基础篇6实验与分析5化工设备材料设备基础篇1化工设备基础知识1.1容器的基本结构1.2化工生产对化工设备的基本要求思考题2化工设备结构与管道2.1换热器2.2塔设备2.3反应设备2.4管式加热炉和废热锅炉2.5其他设备2.6化工管道2.7阀门思考题3机械传动基础及化工运转设备3.1概述3.2常见机械传动3.3轴和轴承3.4可拆连接3.5减速器及其应用3.6化工运转设备思考题4化工设备维护、维修与管理4.1化工生产操作中的设备维护4.2换热器的操作维护4.3塔设备的操作维护与修理4.4磨损与润滑4.5振动防治技术4.6运转设备及阀门的操作维护4.7化工设备管理思考题5化工设备材料5.1化工设备与管道常用的金属材料5.2化工设备与管道使用的非金属材料5.3化工设备的腐蚀与防护思考题6实验与分析6.1钢材的力学性能实验与分析(一)6.2钢材的力学性能实验与分析(二)6.3材料的晶相组织观察实验6.4压力容器实验与分析6.5化工设备制造或检修后的试验6.6机械传动实验与分析7换热器拆装及压力检验9管阀加工与安装实训8离心泵拆装与运行实操训练篇7换热器拆装及压力检验7.1换热设备相关知识7.2填料函式换热器拆装及压力检验培训(竞赛)任务书7.3换热器拆装及压力检验培训(竞赛)说明书8离心泵拆装与运行8.1单级离心泵拆装与运行实训项目的内容和目标8.2泵的基础知识8.3IS、IH型单级单吸离心泵拆装与维护要点8.4IH泵的拆装与运行操作8.5考核评分细则(检查与评估)8.6泵检修能力的学习提高9管阀加工与安装实训9.1管阀加工与安装实训项目的主要要求9.2管子加工9.3管路安装9.4实际操作练习与考评读书笔记读书笔记这是《化工设备机械基础(第三版)》的读书笔记模板,可以替换为自己的心得。
化工设备机械基础综述 姓名:沈逍逍 学号1102012036 班级:生工(2)班 摘要:本综述主要对化工设备机械基础这门课程的相关知识作简要的总结,并且总结了对这门课程学习后的体会以及对这门课程学习的建议。 关键词:化工设备;材料;外压;内压;体会 1化工设备材料的认识 化学工业是国名经济的基础产业,各种化学生产工艺的要求不尽相同。如压力的从真看到高压甚至超高压,温度从低温到高温,以及腐蚀性、易燃、易爆物料等,是设备在极其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料有不同的要求,因此,合理选择材料是设计化工设备的主要环节。 1.1材料的性能 材料的性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等。 力学性能是金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力,如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。这些性能是化工设备设计中材料选择及计算时决定许用应力的依据。 1.2合金钢 随着现代工业和科学技术的不断发展,对设备零件的强度,硬度,韧性,塑性,耐磨性以及物理、化学性能的要求越来越高,碳钢已经不能完全满足需求。为了改善性能,合金钢是在碳钢基础之上有目的加入一定的合金元素而形成的钢材。 1.3化工设备的腐蚀及防腐措施 金属的腐蚀:金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。根据不同的腐蚀过程,金属腐蚀又可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 金属腐蚀的损伤与破坏的形式:金属在各种环境条件下,因腐蚀而受到的损伤或破坏的形态多种多样。按照金属腐蚀的破坏形态可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。而局部腐蚀又可以分为区域腐蚀、点腐蚀、表面腐蚀等。 金属设备的防腐措施:为了化工设备被腐蚀,除了选择合适的耐腐蚀材料制造设备外,还可以采用多种防腐蚀的措施保护设备。常见的有电镀法、喷镀法、渗镀法、热镀法以及衬不锈钢衬里等。 金属腐蚀的评定方法:金属腐蚀的评定方法多种多样。均匀腐蚀速度常用单位时间内单位面积的腐蚀直梁或单位时间的腐蚀深度来平评定。 1.4化工设备材料 化工材料分为金属材料和非金属材料两大类。化工用金属材料又可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料主要指铁和钢。 2容器的设计 在化工厂中,可以看到许多设备,有的用来贮存物料,例如各种贮存罐、计量罐、高位槽;有的进行物理过程,例如换热器、蒸馏塔沉降器、过滤器;有的用来进行化学反应,例如聚合釜、反应器、合成炉。这些设备虽然尺寸大小不一,形态结构各异,内部构件形式更是多种多样,但是他们都有一个外壳,这个外壳就称为容器。 2.1容器的分类 压力容器的种类很多,分类方法也各异,大致可以分为以下几类:按照容器的形状分类(方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器);按照承受压力性质分类还可以按照制造材料分类以及应用情况来分类等。 2.2内压薄壁容器的设计 2.2.1薄壁容器及其应力特点 薄膜应力:容器的圆筒中段①处,可以忽略薄壁圆筒变形前后圆周方向曲率半径变大所引起的弯曲应力。用无力矩理论来计算。弯曲应力:在凸形封头、平底盖与筒体联接处②和③,则因封头与平底的变形小于筒体部分的变形,边缘连接处由于变形谐调形成一种机械约束,从而导致在边缘附近产生附加的弯曲应力。必须用复杂的有力矩理论及变形谐调条件才能计算。 2.2.2内压薄壁容器的设计 所谓薄壁容器并不是按照容器器壁厚度的大小来划分的,而是一种相对概念,
通常根据容器外径0D与内径iD的比值K值来判断的。2.1K为薄壁容器。
圆筒的应力计算:1、轴向应力41pD2、环向应力
22
pD
无力矩理论基本方程式:PRR2211筒体强度的计算:t
pD
2
为了满足运输和安装的要求,因此,必须限定一个最小的厚度以满足刚度和稳定性的要求。 2.3外压圆筒设计 外压容器是指容器外部的压力大于内部压力的容器。在石油、化工生产中,处于外压操作的设备很多,列入石油分馏的减压蒸馏塔、多效蒸发中的真空冷凝器、带有蒸汽加热夹套的反应釜以及真空干燥、真空结晶设备等。容器的失稳形式:容器的失稳主要分为整体失稳和局部失稳。整体失稳中又分为侧向失稳和轴向失稳。 临界压力的计算:1、长圆筒:3212OetcrDEp2、短圆筒:oo
e
crDL
DEp5.259.2
2.4封头的设计 封头又称端盖,按其形状可分为凸形封头、锥形封头和平板封头3类。其中凸形封头包括半球形封头、椭球形封头、蝶形封头和球罐形封头。锥形封头分为无折边与折边两种。 2.4.1半球形封头
半球形封头是由半个球壳构成的。1、受内压的球形封头ppDti4 2.4.2椭圆形封头 椭圆形封头是由半椭球和高度为h的短圆筒两部分构成。直边的作用是为了保证封头的制造质量和避免筒体与封头间的环向焊缝受边缘应力作用。
受内压的椭圆形封头:pKpDti5.02系数:
22261iihDK
2.5法兰连接 在石油、化工设备和管道中,由于生产工艺的要求,或者为制造、运输、安装、检修方便,常采用可拆卸的连接结构。常见的可拆卸结构有法兰连接、螺纹连接和承插式连接。 2.5.1法兰连接结构与密封原理 原理:法兰在螺栓预紧力的作用下,把处于压紧面之间的垫片压紧。 2.5.2法兰的分类 法兰按整体性程度分为整体法兰、松式法兰和任意式法兰3种。 2.6容器支座 容器支座用来支撑容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。支座的结构形式很多,主要由容器自身的形式决定,分卧式容器支座、立式容器支座和球形容器支座。 2.7容器的开孔与附件 为了满足工艺、安装、检修的要求,往往需要在容器和封头上开各种形状的孔或者是接管。而开孔处或者是接管处就会形成一个局部的高应力集中区。因此,为了降低应力就需要进行补强。 开孔补强的设计与补强的结构:1、整体补强2、局部补强 3塔设备 塔设备是在一定条件下,将能达到气液共存状态的混合物实现分离、纯化的单元操作设备,广泛用于炼油、精细化工、环境工程、医药工程、食品工程和轻纺工程等行业和部门中。 3.1板式塔及其结构设计 在整个国名经济生产中,板式塔占有相当大的比重,工业上应用最多、使用最广。较为丰富的有筛板塔、浮阀塔、泡罩塔和舌形塔。 主要结构:1、塔盘 2、塔盘的密封结构 3、降液管 4、塔盘支撑结构 5、塔节尺寸。 3.2填料塔及其结构设计 填料塔的传质形式与板式塔不同,它是连续式气液传质设备。这种塔由塔体与群座体、液体分布装置、填料、再分布器、填料支撑以及气、液的进出口等部件组成。 4管壳式换热器 换热设备是进行各种热量交换的设备,无论是在炼油、石油化工。还是在化工及轻工等生产过程中都具有极为重要的作用那个和广泛的应用价值。 根据换热的目的不同,换热设备可分为加热器、冷却器、冷凝器及再沸器。无论是哪种换热器,高传热效率、低流动阻力、合理紧凑的结果、可靠的强度、低制作成本、安装维修方便仍然是衡量换热器性能的基本标准。 4.1换热器的分类方式 混合换热器、蓄热换热器、间壁式换热器。 5搅拌反应器 在化工生产过程中,为化学反应提供反应空间和反应条件的装置称为反应釜或反应设备。为了使化学反应快速均匀进行,需对参加化学反应的物质进行充分的混合,且对物料加热或冷却,采取搅拌操作才能得到良好的效果。 5.1搅拌器的分类 通常搅拌器的分类有机械搅拌、气流搅拌、射流搅拌、静态搅拌和电磁搅拌等。 6体会 在化工生产中化工设备在一系列的生产反应等过程中有着至关重要的作用。因此对化工设备的选择很重要。在选择前需要对设备材料以及性能有一定的了解,并且材料必须符合规定的要求,需要综合各方面的因素考虑。需要遵循适用,安全和经济的原则。 在对化工原理有一定的学习后对此课程的学习有很大的帮助。尤其体现在塔跟换热器的课程设计上。此次的化工原理课程设计由小组成员共同完成,我认为这是培养学生化工设计能力跟团队合作的重要教学环节。通过这次的课程设计使我们初步掌握了化工设计的相关基础知识,设计原则及方法;学会通过各种途径查找相关数据的方法和技巧;能画出工艺流程、塔板结构等图形。这对以前学习的化工原理以及工程制图的相关知识有了进一步的复习与巩固。由于是初次接触课程设计,在设计计算的过程中我们遇到了种种困难,从中体会到了用理论知识去解决实际问题的不易,同时也感受到了理论与实际结合的不易。虽然化工设备这门课程学习的并不深入,但是我深深体会到这门课程在工厂设计中的重要性。我认为这门课程的理论知识在工厂设计中只是一部分,更重要的是实践。把理论与实际相结合才是真正学好了这门课程。 7建议 这门课程只学习课本上的只是是远远不够的,这门课程需要与实践密切的结合,建议老师在上这门课期间带学生去工厂参观。参观工厂里的一些化工设备,对化工设备的外形以及简单的功能有所了解对学生学习这门课程有非常大的帮助。在对容器零部件的学习时老师可以考虑带某些体积不大的零件(比如法兰)到教室供学生查看(在学习法兰时好多人不知道法兰长什么样子)。 8参考文献 [1]化工设备机械基础/刁玉玮,王立业,俞建良编著.大连理工大学出版社,2006.12