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第一章概述第一节绪言一、本课程的任务了解压力容器的基础知识；掌握压力容器的一般设计方法，重点掌握设计的基本原理与思路。
（说明： 由于工业生产中约10%~40%的设备为换热设备，而换热设备中最为常见、普遍的是管壳式换热器，故在本课程中我们将以管壳式换热器为例，学习压力容器的具体设计方法，包括选择材料、结构设计，受压元件的强度计算，以及设计、制造、检验中的相关要求等。
）二、本课程的要求通过这门课程的学习，要求同学们掌握如下的内容：1、掌握压力容器的类型与总体结构；2、了解管壳式换热器的形式与总体结构；3、掌握管壳式换热器的结构设计的相关知识；4、了解管壳式换热器各元件的强度设计（掌握筒体及封头的设计）；5、了解管壳式换热器中的振动与防振；6、了解管壳式换热器的设计以、制造、检验中的相关要求。
第二节化工容器概述一、压力容器的概念1．化工设备——工艺过程中静止设备的总称。
2．容器——化工设备外壳的总称。
3．压力容器——承受压力载荷作用的容器。
（由于化工容器几乎都承受压力载荷，通常直接称其为压力容器。
化工容器的特点：为高温、高压，介质易燃易爆、有毒。
）二、化工容器的结构组成化工容器一般由筒体、封头、支座（基本件）、接管、法兰（对外连接件）、人孔、手孔、液面计（附件）以及一些内构件等零部件组成。
1．筒体、封头：就如同房子四周的墙，它是构成容器空间的主要部件（属主要受压元件）。
壳体按形状的不同，可以分为圆筒壳体、圆锥壳体、球壳体、椭圆壳体、矩形壳体等等。
而封头有椭圆形封头、半球形封头、碟形封头、锥形封头及平板封头等。
2．接管：是介质进出容器的通道。
3．法兰：是容器及接管的可拆连接装置，分为设备法兰和管法兰（属主要受压元件）。
4．支座：是用于支承容器的部件。
5．人孔、手孔：是为便于制造、检验和维护管理而设置的部件（属主要受压元件）。
6．液面计：用于观察或监控液位的部件（属安全附件，此外还有安全阀、压力表等）。
化工设备设计基础化工设备设计是化工工程领域的核心内容之一，它关乎到化工生产过程的安全性、稳定性和高效性。
本文将介绍化工设备设计的基础知识，包括设备设计的目的、设计流程以及常见的化工设备类型等。
设备设计的目的化工设备设计的目的是为了满足化工生产过程中的物质转化、质量传递、能量转移等要求，确保化工生产过程的正常运行。
具体来说，设备设计需要考虑以下几个方面：1.功能性：化工设备应能够满足所需的化学反应、混合、分离等功能，确保生产过程的顺利进行。
2.安全性：化工设备的设计应考虑到生产过程中可能出现的危险，采取相应的措施来保证操作人员和设备的安全。
3.稳定性：化工设备应具有良好的稳定性和可靠性，能够在长期运行的过程中保持其性能和功能。
4.高效性：化工设备的设计应尽可能地提高生产效率，减少资源消耗和废弃物产生。
设备设计流程化工设备的设计流程一般包括以下几个步骤：1.确定需求：首先需要明确所需的化工设备的功能和性能要求，包括处理物料的类型、质量和体积等。
2.进行初步设计：基于需求的确定，进行设备的初步设计，包括设备的结构设计、材料选择和工艺流程的确定等。
3.进行详细设计：在初步设计的基础上，进行详细的设计计算，包括设备的尺寸和比例的确定、力学性能的分析等。
4.制定施工图纸：根据详细设计的结果，绘制出设备的施工图纸，包括设备的平面图、剖面图和结构图等。
5.进行设备制造和安装：根据施工图纸进行设备的制造和安装，确保设备按照设计要求进行施工。
6.设备运行和调试：设备制造和安装完成后，进行设备的运行和调试，检查设备的性能和功能是否符合设计要求。
7.设备验收和使用：最后进行设备的验收和使用，确保设备可以正常投入生产。
常见的化工设备类型化工设备涵盖了多种类型，下面介绍几种常见的设备类型：1.反应器（Reactor）：用于进行化学反应的设备，根据反应类型的不同可分为分批反应器、连续反应器和固定床反应器等。
2.蒸馏塔（Distillation Column）：用于分离混合物中组分的设备，利用不同组分的挥发性差异进行分离。
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 平面力系问题的各类约束中，光滑面约束存在个约束反力，固定端约束存在个约束反力。
2. 提高梁弯曲强度条件的主要途径有选用合理截面提高；合理安排受力情况减小等措施。
3．压力容器按其用途可分为反应器、分离器、热交换器和储存等四类。
4．内压圆筒的设计采用_________强度理论。
5. 压力容器开孔进行补强设计的原则有和两种。
6．裙座与塔体的焊接有和2种型式。
7. 标准椭圆形封头的长、短半轴之比a/b= ，此时K= 。
8. 单元体的应力状态可以分为三类：、和。
9. 法兰尺寸系列表中的法兰尺寸计算是在规定设计温度为、材料是的基础上，考虑多种因素，通过多种方案的比较计算和尺寸圆整得到的。
10. 求取构件内力的方法是。
11．最高工作压力是指在正常工作情况下，____________可能达到的最高压力。
12．封头按形状分为_______蝶形________、____椭圆____________和平板封头三类。
13. 化工设备开孔区强度受到削弱通常采用的补强结构有补强结构、补强结构和补强结构。
14. 法兰公称压力的确定与法兰的最大、和三个因素有关。
二判断题1．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。
2．18MnMoNbR钢板的屈服点比Q235-AR钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR钢板制造的外压容器要比用Q235-AR钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。
3．设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g高35%的16MnR钢板，即可满足设计要求。
4．几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：P cr不锈钢>P cr 铝>P cr铜。
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。
一、填空（共10题,每题2分，共20分）1、创新就是“建立一种新的生产函数”,即企业实行对生产要素的“新的组合”。
它包括五种情况:①引入一种新产品或提供一种产品的新质量;②采用一种新的生产方法；③开辟一个新的市场；④获得一种原料或半成品的新的供给来源;⑤实现一种新的产业组织方式或企业重组,如创造一种垄断地位或打破垄断地位。
2、作为企业的一项重要的经济活动,技术创新的主要特征可归结为以下几个方面：(1)创造性（2)累积性 (3)效益性（4)扩散性 (5）风险性。
3、技术创新的风险性主要体现在以下三个方面：一是技术风险，二是市场风险, 三是社会风险.4、按照技术创新对象的不同，我们可以将技术创新分为产品创新和过程创新。
5、联想思维法则具有4种类型：具象类比；抽象类比;拟人类比；幻想类比 .6、分解与组合思维法则主要有：主要功能与辅助功能的组合；同种功能的组合；无关功能的组合；不同功能关系的组合四种组合方式。
7、化工技术开发过程有许多工作要作，但其主要的任务有如下三个方面：①开发新产品、新工艺以及新的原料路线；②对现有的生产技术进行革新和改造；③消化引进国外先进技术。
其中除工艺技术外,还包括设备仪表及配备的助剂和催化剂等的国产化。
8、初步可行性研究要解决的问题有：1)投资机会是否有希望 ;2）是否需要进行下一步可行性研究 ;3)有哪些关键性问题需做辅助研究（比如市场调查、实验室试验、中间工厂试验等）。
9、市场预测主要包括的内容有：①预测生产的发展和变化趋势；②预测市场容量及其变化;③预测对外贸易的变化;④预测市场价格的变化；⑤预测消费者需求的变化；⑥预测市场占有率。
10、工艺路线的选择原则是“技术上先进，经济上有利”.11、按项目性质分类化工设计可分：①新建项目设计；②重复建设项目设计;③已有装置的改造设计三类。
12、设计任务书报批时，还应附上①可行性研究报告；②征地和外部协作条件意向书；③厂区总平面布置图；④资金来源及筹措情况这四个附件。
化工设备基础设计化工设备是化工工艺过程的核心，对于化工生产具有至关重要的作用。
化工设备的基础设计是实现化工流程控制和操作的关键，因此必须重视。
一、化工设备的分类根据化工过程的特点，化工设备可以分为反应器、蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、离心机、过滤机、干燥机等多个类型。
其中，反应器是化工生产中的核心设备，用于完成化学反应，蒸馏塔则用于将混合物分离成不同的组分，吸收塔和萃取塔则主要用于气体分离和液体分离，离心机和过滤机则用于固液分离，干燥机则用于将制品的水分去除。
二、化工设备的基础设计化工设备的基础设计要考虑到化学反应、物料传输、热传导和传质等多种因素。
首先，设备的体积要大到足够容纳反应物和产物，同时确保反应物能充分混合。
其次，设备的加热和冷却方式要具有良好的热传导性，既能保证设备内的温度均匀分布，又能保证加热和冷却的速度可以得到控制。
此外，设备的流动性能也是令人关注的问题，必须考虑到物料在设备中的传输速度，避免产生物料的淤积和结块等问题。
最后，还要注意设备的可靠性和安全性，避免发生意外事故。
三、化工设备基础设计中的关键因素化工设备基础设计中的关键因素包括物料特性、工艺流程、温度、压力、材料选择等方面。
首先，物料特性对于设备的选择和设计具有决定性的作用。
例如，对于粉状物料，需要考虑到粉尘的排放和防止物料出现结块等问题；对于易燃易爆的物料，则需要考虑到设备的安全性和防火措施。
其次，工艺流程也是化工设备基础设计中不可忽视的因素，必须考虑到工艺流程的稳定性和可操作性。
温度和压力也是影响化工设备基础设计的关键因素，必须仔细考虑。
最后，材料选择对于设备的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性等方面起着重要作用，需要进行精心的选择。
四、化工设备基础设计中的常见问题及解决方法在化工设备基础设计过程中，常见的问题包括设备的维修难度、生产周期和成本问题、设备的升级和改进等。
维修难度可能会影响设备的使用寿命和生产效率，因此需要在设计过程中考虑到设备的易维护性和耐用性。
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 容器按照壁厚大小分为__________和___________。
2. 双鞍座支承的卧式容器可简化为受均布载荷的梁；而直立的塔设备进行校核计算时则简化为梁。
3. 矩形截面（长=b、宽=h）对Z轴的惯性矩公式为或。
直径为D的圆形截面对其对称轴的惯性矩为。
4. 计算内压操作塔设备筒体壁厚的依据是其应力，而进行直立设备校核计算时主要是针对其应力。
5. 我国压力容器设计必须遵循的安全技术法规和标准为和。
6. 立式容器的支座有腿式支座、____________、____________和____________四种。
7. 对与封头相连的外压容器筒体而言，其计算长度应计入封头的直边高度及凸形封头____的凸面高度。
二、判断题1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1）横截面为正六角形的柱壳。
（2）横截面为圆的轴对称柱壳。
（3）横截面为椭圆的柱壳。
（4）横截面为半圆的柱壳。
（5）横截面为圆的锥形壳。
2．在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
3．薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R1=R2，则该点的两向应力相等。
4．因为内压薄壁容器圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总小于壁厚小的容器。
5．按无力矩理论求得的应力成为薄膜应力，薄膜应力沿壁厚均匀分布的。
三、简答题1. 写出下类钢材牌号的含义09MnNiDR和1Cr18Ni9Ti（符号和数字）。
2. 二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3. 内压壁厚设计公式中为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些因素有关？4. 什么叫长圆筒？什么叫短圆筒？用什么参数界定的？5. 法兰公称压力的确定受到哪些因素的影响？为什么公称压力PN为1.0MPa的法兰，其最大允许操作压力比有时1.0MPa高而有时又比1.0MPa低？6．设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？7. 什么叫失稳？外压容器的稳定性条件是什么？8. 用抗拉强度规定只下限为σb=620 MPa材料制造的容器为几类容器？依据是什么？P。
化工设备设计基础知识1. 介绍化工设备设计是化工工程领域中至关重要的一部分。
它涉及到各种化工过程中所需的设备设计和选择，以满足生产需求并确保工艺的稳定和安全运行。
本文将介绍化工设备设计的基础知识，包括设备选择、设备设计准则、材料选择等。
2. 设备选择在化工设备设计过程中，选择合适的设备对于工艺的成功运行至关重要。
以下是一些常见的设备选择准则：•反应器：反应器是化工过程中最常见的设备之一。
它用于进行化学反应，并根据反应类型和条件选择适当的反应器。
常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。
•蒸馏塔：蒸馏塔用于分离液体混合物中的组分。
在选择蒸馏塔时，需要考虑混合物的组成、分离的目标和运行条件等。
•干燥器：干燥器用于脱除固体物料中的水分。
在选择干燥器时，需要考虑物料的性质、水分含量和所需的干燥程度等因素。
•离心机：离心机用于液固分离或液液分离。
在选择离心机时，需要考虑分离的目标、物料的性质和流量等。
3. 设备设计准则在进行化工设备设计时，需要遵守一些基本的设计准则，以确保设备的可靠性和安全性。
以下是一些常见的设备设计准则：•材料选择：选择适当的材料对设备的耐久性和性能至关重要。
常见的材料选择准则包括化学兼容性、温度和压力限制以及耐腐蚀性等。
•结构设计：设备的结构设计应考虑到其所需的强度和刚度。
常见的结构设计准则包括静态和动态负荷分析、应力和变形分析等。
•传热和传质：在化工过程中，传热和传质是非常重要的。
设备的传热和传质性能应根据所需的热流量和物质传递速率进行设计。
•安全性：设备的安全性设计是至关重要的一部分。
设备应考虑到防爆和泄露的风险，并采取适当的安全措施，如安全阀和泄漏检测设备等。
4. 设备维护和检修设备的维护和检修是确保设备长期稳定运行的关键。
以下是一些常见的设备维护和检修准则：•定期检查：定期检查设备的工作状况，包括检查设备的运行参数、润滑系统的工作状态和泄漏等。
•清洁和保养：保持设备的清洁和保养，包括定期清洁设备的内部和外部，检查阀门和管道的漏损等。
