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化工设备机械基础课件PPT(共64页)

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化工设备机械基础课件

化工设备机械基础课件
安全性 足够的强度 足够的刚度(或稳定性) 可靠的密封性能 一定的使用寿命
2.2 基本要求
经济性 经济可靠的材料 经济的制造方法 低的操作和维护费用 长周期的安全运行
安、稳、长、满、优 原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济
20
2.压力容器设计
14
1.概述
1.3 压力容器的安全特征
危害性大
a.灾难性事故指灾难性破坏事故或无法修复的容器； b.损伤事故指有潜在危险的事故； c.事故发生率＝发生事故数/（设备台数×运行年） 表中的数字表明10000台容器中发生损坏事故每年 12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为1.32‰ ，而且 这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%，即 118起是各种制造裂纹所引起。
18
2.压力容器设计
定
2.1 质量保证体系
义
确保容器从设计、选材、制造、投入运行到退 出服役的整个过程安全地完成使用要求而采取的有 计划、系统的措施。 内 容
材料—设计—制造与制造过程中的检验—在役 检验与监控。
19
2.压力容器设计
5
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
6
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
2.2 基本要求
按规则设计 - GB150《钢制压力容器》 基于经济方法的设计，其典型过程是确定 设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对 材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚 度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造 检验要求进行制造。

化工设备基础知识培训PPT课件

化工设备基础知识培训PPT课件
指主要作用部件是静止的或者只有很少运 动的机械，如各种容器（槽、罐等）、反应釜、 换热器、塔器、普通干燥器、蒸发器，反应炉、 电解槽、结晶设备、吸附设备、普通分离设备 以及离子交换设备等，又称“静设备”。
压力试验：生产前须进行超过工作压力条 件下压力试验，目的是检查密封性能和强度。 试验时间一般为24小时，单体设备的气密性试 验规定保持压力8小时，泄漏率< 0.2%。
第3页/共50页
一、化工设备基础知识
1.1 化工生产的特点
（2）介质的腐蚀性强、设备维护难度大
化工生产过程中，有很多介质具有腐蚀性。例如， 酸、碱、盐一类的介质，对金属或非金属物件的腐蚀， 使机器与设备的使用寿命大为降低。腐蚀生成物的沉积， 可能堵塞机器与设备的通道，破坏正常的工艺条件，影 响生产的正常进行。
Page 12

第12页/共50页
一、化工设备基础知识
1.4 化工设备检查的基本内容
1）听设备运行声音，检查振动情况。 2）观察介质温度、压力、流量、液位情况。 3）检查润滑油油位、油质是否变质。 4）检查轴承温度、机械密封、静密封情况。 5）检查冷却水密封、冲洗系统是否正常。 6）检查设备防腐、保温、防冻、防雷电情况。 7）检查设备清洁卫生。
锈钢、钛），钢衬（搪玻璃、树脂、PTFE、PE等）等。
主要性能如下：
流量Q（ m 3／h）
5 ～ 3000
扬程H（m）
一般≤160
最高工作压力（Mpa）
≤1.6
工作温度 （℃）
-20 ～ 200
效率η
离心水泵吸程（m ）：
＜10
Page 30
第30页/共50页
二、泵的基本知识
离心1.泵4 介绍—常见故障和处理方法

化工机械基础PPT课件

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D
2240 2500
B
9000 10000
E
称长度，它主
2800 Z
C
要用于带传动 630 的几何尺寸计 710
800
算，其长度系
A
3150 3550
11200 12500 14000 D
列见表3－2。
16000
•14
2、带传动的特点：
1、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转 平稳，噪音小。
❖ 掌握一种最简单的带传动的设计，包括选取型 号及根数，带轮中心距，带长、大小带轮直径等。
•8
第一节 概述
9
（一）带传动的工作过程：
带传动是由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的环形 传动带3所组成（图3－2）。由于张紧，静止时带已受 到预拉力，并使带与带轮的接触面间产生压力。当主动 轮回转时靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动轮回转。 观看带传动动画
带与带轮接触面间的极限摩擦力时，带就会沿着轮
面发生全面滑动，这种现象称为打滑。打滑将使传
动失效。 •21
注：
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动， 造成传动失效，应当避免。 弹性滑动是由带的拉力差引起的，只要传递圆 周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。
再由式（3－15）计算实际中心距，得：
•42
(6)小带轮包角a1
由式（3－16）得：
•18
传送带主、从动边的拉力差（F1－F2）称为有效 拉力。有效拉力就是传动带所传递的有效圆周力 Fe。它等于带轮作用在带上的总摩擦力Ff，即：
F1－F2＝Fe=Ff ----------（3-4）
带传动所能传递的功率P为： kW ----------（3-5）

化工设备基础知识培训课件PPT课件

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换热器
要点一
总结词
换热器是化工生产中用于实现热量交换的设备，其结构和 工作原理对于确保工艺过程的热量平衡至关重要。
要点二
详细描述
换热器有多种类型，如管式换热器、板式换热器、热管换 热器等。其结构通常包括壳体、传热管或板、冷热流体进 出口等部分。换热器的工作原理基于热传导和热对流，通 过冷热流体的交替流动实现热量交换。换热器的设计需充 分考虑工艺要求的传热面积、流体性质以及温度和压力条 件等因素，以确保热量交换的效率和安全性。
化工设备的日常维护与保养
日常维护
定期对化工设备进行清洁、润滑和紧 固等日常维护工作，确保设备正常运 行。同时，要定期检查设备的密封性、 振动等状况。
保养计划
制定并执行定期保养计划，包括对化 工设备的全面检查、清洗、更换磨损 件等。保养计划应根据设备的重要性 和磨损情况来确定。
05
化工设备的安全与环保
化工设备的制造工艺
铸造工艺
焊接工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却 凝固后形成设备零部件。铸造工艺适 用于制造复杂形状的零件。
通过熔融金属或高分子材料，将两个 或多个零部件连接在一起。焊接工艺 适用于制造大型设备和复杂结构。
锻造工艺
通过施加外力使金属坯料变形，从而 形成所需的零部件。锻造工艺可以提 高材料的机械性能。
化工设备基础知识培训课 件
• 化工设备概述 • 化工设备的结构与工作原理 • 化工设备的材料与制造 • 化工设备的操作与维护 • 化工设备的安全与环保
01
化工设备概述
化工设备的定义与分类
总结词
化工设备的定义、分类
详细描述
化工设备是指用于实现化学工业生产过程的各种机械和设备的总称。根据不同 的用途和功能，化工设备可分为多种类型，如反应设备、分离设备、换热设备、 储存设备等。

化工设备机械基础幻灯片

化工设备机械基础幻灯片

三、直杆受拉伸（压）时的内力

1、轴力——直杆受拉伸（压）时 产生的内力。用符号S表示。 符号规定：拉为正；压为负。
2、轴力的计算 1-1截面：

截面法： （1）假想将杆截开 （2）取其中一半为研究对象画受 力图（设正） （3）列平衡方程求解内力。
S1=p-Q=100-200 =-100N 2-2截面： S2=-Q=-200N
（4）力的成对性（作用反作用 公理）

二物体间的相互作用力大小 相等、方向相反、作用于同一直 线上。
（5）二力平衡公理与作用反作 用公理的区别：



相同点：二力等值、反向、共线 不同点： 二力平衡公理中的二力作用在同 一物体上。 作用反作用公理中的二力分别作 用在两个物体上。 P24: 1-1
三、固定端约束的受力分析
例题：求塔机座对塔的约束反力




∑X=0 qh-XA=0 XA =qh ∑Y=0 YA-W=0 YA= W ∑M0(F)=0 qh.h/2-mA=0 mA= qh2/2
§1-6静力学问题求解方法小结


一、如何确定研究对象 在所选定的研究对象中应既 包括已知外力、又包括待求外力。 使未知力数目尽量少。一般情况 下可优先考虑整个构件作为选取 的研究对象之一
待定；作用线过 销钉中心。
画出指定物体的受力图
小结：刚体的受力分析要领


1、研究对象：单个零件、几个零 件，整个构件。当取几个零件或整 个构件为研究对象时，各零件之间 相互作用的力是内力，不能表示在 受力图上 2、画受力图，不是施力图。 3、除重力、电磁力外，只有直接与 研究对象接触的物体才有力的作用。

化工设备基础知识化工设备主要零部件PPT

化工设备基础知识化工设备主要零部件PPT
化工设备基础知识 化工设备主要零部
件
化工设备基础知识
❖ 绪论
❖ 第一章 ❖ 第二章 ❖ 第三章 ❖ 第四章
化工设备常用材料 内压容器和外压容器 化工设备主要零部件 换热设备
❖ 第五章 塔设备
❖ 第六章 反应设备
❖ 第七章 加热炉和废热锅炉
❖ 第八章 油 罐
第三章 化工设备主要零部件
❖ 法兰连接 ❖ 开孔与补强 ❖ 人孔、手孔 ❖ 安全附件 ❖ 支座 ❖ 章结
标准号（JB/T4704-2000）
法兰在螺栓预紧力的作用下，将压紧面之间的垫片压紧，当垫圈单位面积上所受的压紧力达到某一值时，垫圈变形，填满法兰密封面
上的不平处 。 流体阻力大，阀体较长，占地较大。
公称压力（MPa）
玻璃破碎或刻度不清的压力表应停止使用。
长颈对焊法兰 三种 检查连接管上旋塞是否处于全开状态。
❖ 常压平盖人孔 ❖ 快开人孔：须经常开启的人孔
✓ 回转拱盖快开人孔 ✓ 手摇快开人孔 ✓ 旋柄快开人孔
❖ 受压人孔 ❖ 手孔：与人孔结构有许多相似的地方
DN小
常压平盖人孔
在带有法兰的接管上加装盲板 用于常压容器（不需经常检修）
回转拱盖快开人孔
通过螺杆拉紧两个半圆的锥面卡环压紧法兰
法兰在螺栓预紧力的作用下，将压紧面之间的垫片压紧，当垫圈单位面积上所受的压紧力达到某一值时，垫圈变形，填满法兰密封面
1、结构简单、安全可靠、测量数据准确，精度要高，液位指示明显醒目，操作维修方便。
凹面放垫圈，不会挤往外侧
适用于压力、温度高的设备
结构简单、加工方便、垫圈没有定位处，加压时易往两边伸展，不易压紧。
灵敏度高、测量范围大，便于远距离测量和自动记录等。

化工设备机械基础 ppt课件

化工设备机械基础 ppt课件

ppt课件
15
NAZ
NAy
NBZ
NBy
解：
M
X
0
(T1 t1 )r1 (T2 t2 )r2 0
得： T2
t2 2KN
∵
T2 2t2
T2 4KN
t2 2KN
M
Z
0
[(T1 t1 ) 500 (T2 t2 )sin 301500)] NBY 2000 0
T1 T2
ppt课件
2 P 2
13
以B节点为研究对象 ，受力如图 同理可得
T3 T4 2 P 2
以C节点为研究对象 ，受力如图
T5 T1 cos 45 T4' cos 45 0
T5 P
′
ppt课件
14
1-16 图1-48所示水平传动轴上装有两个皮带轮C和 D,半径分别为r1=200mm和r2=250mm，C轮上皮 带是水平的，两边张力为T1=2t1=5KN，D轮上皮 带与铅直线夹角 ，两张力为T2=2t2。当传 30 动轴均匀传动时，试求皮带张力 T2、t2和轴承A、B 的反力。
ppt课件
X 0
FAX－FFEsin45°=0
2 KN FAX= 3
ppt课件
12
1-14 求图1-46所示桁架中各杆所受的力
解：以节点A为研究对象，受力如图
X 0
P T1 sin 45 T2 sin 45 0
T1 cos 45 T2 cos 45 0
得
Y 0
XA=-6.11kN
∑Y=0, YA+SB′×sin45°－2G=0 , YA=2.89kN
ppt课件
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Page27
铰支座：用圆柱铰链将一个构件与底座连 接。分为固定铰支座和可动铰支座
束 约束反力方向沿绳索中心背离非自由体。
Page24
2 .理想光滑面约束
公法线
G
公切线
G G
FN FN
Page25
G
G FN
光滑面约束：约束反力通过接 触点沿公法线指向非自由体。
F F
Page26
3.圆柱铰链约束
圆柱铰链
A
Fy
Fx A
圆柱铰链约束：约束反力通过销钉中心，沿接触点 公法线方向。通常用两个正交分量Fx和Fy来表示。
作用在刚体上的力系满足什么条件时，物体保持平衡？
Page17
公理一（二力件是：两个 力大小相等，方向相反，并作用在同一直线上。
F
F
F F
F
F
二力构件 注意：这个公理只适用于刚体。
Page18
公理二（加减平衡力系公理）
在作用于刚体上的任何一个力系上，添加或除去 一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效 应。
F1 A
＝
B
＝
F1
A
B
F1 A
F1
F1
B
Page19
推论（力的可传性）
作用在刚体的任何力，可以沿其作用线移至刚体 内任意一点，而不改变它对刚体的作用效果。
F
F
＝
注意：公理二和力的可传性也都只适用于 刚体而不适用于变形体。
Page20
公理三（作用与反作用定律）
两物体间相互作用的力，总是大小相等，方 向相反，分别作用在这两个物体上。
Page4
第一篇、工程力学基础
• 力学：研究物体机械运动一般规律的科学
• 历史
杠 杆 平 衡 等 规 律
墨翟 (前468-382) “墨经”：力， 重心
(前287-212)
Page5
[意]伽利略(1564-1642) 天文学家，力学家，哲学家
加速度的概念 加速度试验 惯性原理
[明]宋应星 1637 “天工开物 ”
F
Page11
➢力的分类 按作用方式分为：体积力和表面力
F 集中力
q(x)
分布力
q
均布力 均布载荷
Page12
二、刚体的概念
理想化
分子的集合
看 成 连 续 体 理 想 化
看 成
理想化
质
点
看成刚体
Page13
刚体：在外力作用下，不发生变形的物体 质点:集中质量的数学模型。它没有大小， 但具有质量。
Page16
{ F 1,F 2, ,F n} { F R }
合力：与某力系等效的力 FR ：该力系的合力(resultant force) Fi（i=1,2,…n)：合力的分力(component force) 平衡力系(equilibrium force system):
对刚体不产生任何作用效果的力系。
一、构件：工程结构和机器的组成部分。按几 何形状分为杆、板（壳）、体。 二、对构件的力学要求 强度（strength)：抵抗破坏的能力 刚度(stiffness)：抵抗变形的能力 稳定性(stability)：保持原有平衡形状的能力
Page8
三、本篇内容
静力学:研究物体受力的简化及平衡条件 （刚体）
Page14
载人飞船的对接
研究轨道问题时——质点 研究对接问题时——刚体
Page15
三、静力学的公理
❖ 力系——作用在物体上的一群力，称为力系。 ❖ 平衡力系——如果刚体在某个力系的作用下保持
静止或匀速直线运动，则称这个力系为平衡力系。 ❖ 等效力系——如果作用在刚体上的一个力系能用
另一个力系来代替，而不改变对刚体的作用效果， 则这两个力系为等效力系（其中任一个力系是另 一个力系的等效力系）。 ❖ 合力——如果一个力和一个力系等效，则称这个 力是该力系的合力。
力 ➢ 主动力(active force):主动引起物体运动状态改变
和改变趋势的力（载荷）
Page22
几种常见的约束类型
1.柔索约束（柔绳、链条、胶带构成的约束） 阻止沿柔索中心线伸长
G
约束反力的方向与该约束限制的物体的 位移方向相反
Page23
T2 T1
T
T2
1
G
柔 索
约束反力作用在接触点；
约
材料力学:研究变形杆件的强度、刚度和稳 定性（变形体）
研 •根据实际问题抽象建立力学模型
究 方
•应用数学方法描述客观规律
法 •应用数学工具得到解决问题的方法
Page9
第一章、物体的受力分析和静力平衡方程
§1 静力学的基本概念 §2 约束和约束反力 §3 分离体和受力图 §4 平面汇交力系的简化与平衡 §5 平面力偶系的间化与平衡 §6 力的平移 §7 平面力系的简化 合力矩定理 §8 平面力系的平衡方程
化工设备机械基础
电话： Email：
Page1
绪论
一、研究对象（为什么） 化工机器及设备： 反应器、换热器、塔器 各种泵、压缩机、离心机 带搅拌的反应釜
静设备
动设备及机器
带运动的静 设备
Page2
二、本课程的内容
（1）工程力学基础：研究物体机械运动的规律及构件 的受力、变形与破坏规律，进行强度、刚度计算
（2）压力容器设计基础：研究化工容器及设备的类型、 特点、设计计算方法
（3）机械传动：几种典型常用传动装置的工作原理、 失效形式、承载能力计算。机械通用零部件的设计方 法。
Page3
三、目的要求 具备对常见的典型的低中压化工设备和简单机械传动 装置进行初步设计能力；掌握必备的机械知识。
四、注意事项 本课程是一门技术基础课
Page21
§1-2 约束和约束反力
➢ 自由体(free body):在空间可以自由运动，而获得 任意位移的物体。
➢ 非自由体(nonfree body):位移受到某些限制的物 体。
➢ 约束(constraint):限制非自由体运动的装置和设施 ➢ 约束反力(constraint force):约束对物体的反作用
问题：受力分析：几个力
平衡条件：什么力 大小 方向 作用点
Page10
§1 静力学的基本概念
一、力的基本概念 ➢力是物体间的相互机械作用，这种作用
使物体的运动状态和形状发生改变。 o 运动状态改变——外效应（静力学） o 形状改变——力的内效应（材料力学） o 力是一个矢量 o 力的三要素：大小、方向、作用点
Page6
[英]牛顿(1642-1727 ) 物理学家,数学家,天文学家
1687年出版的巨著 “Mathematical Principles of Natural Philosophy”
牛顿运动定律 万有引力定律 微积分学
振动理论,运动稳定性理论,多刚体系统动力学
Page7
第一篇、工程力学基础