过程装备要点
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过程装备设计知识点总结过程装备设计是工程领域中的一个重要环节,涉及到众多技术和工艺参数。
在实际工作中,我们需要了解和掌握一些关键的知识点,以确保装备的设计安全可靠、高效节能。
下面将就过程装备设计的几个知识点进行总结和梳理。
一、物料流程和工艺流程设计在进行过程装备设计之前,需要先明确物料流程和工艺流程。
物料流程包括原料的进料、处理过程、产品的制造和产品的出料等。
而工艺流程则是在物料流程的基础上,通过一系列的化学、物理反应、分离和纯化等工艺单元来实现产品的制造。
设计师需要对物料的特性、工艺的要求进行全面的了解和分析,结合工程实际选择合适的工艺流程,确保装备设计的可操作性和稳定性。
二、装备选型和布局设计在确定好物料流程和工艺流程后,需要进行装备选型和布局设计。
装备选型是指根据工艺流程的要求,选择适合的设备和设备参数。
在选择装备时,需要综合考虑装备的工作原理、处理能力、操作方便性、安全性以及投资和运维成本等因素。
布局设计是指将选定的装备进行合理的空间布置,保证装备之间的操作和维护通道畅通,同时考虑到工艺流程的连续性和产品的质量。
三、工艺管道和仪表设计工艺管道和仪表是过程装备设计中的重要部分,直接关系到物料的传输和工艺参数的控制。
工艺管道设计需要考虑管道的直径、材质、布置方式和支撑方式等因素,确保流体在管道中的流动满足工艺要求,同时减小能耗和压力损失。
仪表设计则需要选择合适的测量仪表和控制仪表,对物料流量、温度、压力和浓度等参数进行实时监测和控制。
四、安全和环保设计过程装备设计需要重视安全和环保要求,确保装备在运行过程中不会对人员和环境造成危害。
安全设计包括确定装备的安全间距、设置安全阀和安全装置等,防止因操作失误或设备故障引发的事故。
环保设计则需要选择合适的工艺和设备,减少废水、废气和废渣的排放,并进行有效的处理和回收利用。
五、能耗和节能设计过程装备的能耗和节能设计是一项关键工作,对降低生产成本、提高产品质量和保护环境都有重要意义。
1. 压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。
筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。
封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。
密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。
开孔接管的作用:满足工艺要求和检修需要。
支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。
安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。
1. 一壳体成为回转薄壳轴对称问题的条件是什么?答:几何形状、承受载荷、边界支承、材料性质均对旋转轴对称。
2. 试分析标准椭圆形封头采用长短轴之比a/b=2的原因。
答:a/b=2时,椭圆形封头中的最大压应力和最大拉应力相等,使椭圆形封头在同样壁厚的情况下承受的内压力最大,因此GB150称这种椭圆形封头为标准椭圆形封头2单层厚壁圆筒承受内压时,其应力分布有哪些特征?当承受内压很高时,能否仅用增加壁厚来提高承载能力,为什么?答:应力分布的特征:○1周向应力σθ及轴向应力σz 均为拉应力(正值),径向应力σr 为压应力(负值)。
在数值上有如下规律:内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1122max -+=K K p i θσ,而在外壁处减至最小,其值为122min -=K p i θσ,内外壁σθ之差为p i ;径向应力内壁处为-p i ,随着r 增加,径向应力绝对值逐渐减小,在外壁处σr =0。
○2轴向应力为一常量,沿壁厚均匀分布,且为周向应力与径向应力和的一半,即2θσσσ+=r z 。
○3除σz 外,其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K 值有关。
不能用增加壁厚来提高承载能力。
因内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1122max -+=K K p i θσ,随K 值增加,分子和分母值都增加,当径比大到一定程度后,用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显3预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么?答:使圆筒内层材料在承受工作载荷前,预先受到压缩预应力作用,而外层材料处于拉伸状态。
1.过程装备主要包括哪些典型的设备和机器以焊接为主要制造手段的过程设备,例如:换热器、反应器、锅炉、储罐、塔等等;以机械加工为主要制造手段的过程机器,例如:压缩机、过滤机、离心机、泵等等。
2.过程装备制造技术的主要内容。
1)过程装备的检测;2)过程设备制造工艺;3)过程机械制造质量要求。
3.过程设备制造的特点。
1)多属静设备(如塔类和容器类设备);2)设备的安全可靠性要求高;3)设备的用材品种较多;4)设备基本组成结构相似;5)制造过程的主要工序大体不变备料、零件成型(卷筒、弯管、冲压封头、管板加工等)、组装焊接和质量检验;6)多为单件小批量生产。
4.单层卷焊式压力容器壳体的制造工艺流程。
5.你认为过程装备制造怎样才能更好的发展?(自己发挥)装备制造业面临的挑战:1)装备制造业的核心部分竞争力还很低;2)劳动和资源密集型产品受到冲击;3)装备制造业整体结构、企业规模结构和设备状况不太合理:企业实力难以在开放后市场中与跨国公司抗衡产品结构、档次和技术水平与发达国家也有很大差距企业资产、设备处于闲置或利用率较低的状态4)装备检验所遇到生存危机;5)优秀人才的争夺是装备制造业及其检验部门都必须面对的挑战。
6.术语:无损检测,容器剩余寿命无损检测(NDT):在不破坏、不损坏工件(或材料)的前提下,对工件(或材料)内部缺陷进行检测的方法。
容器剩余寿命:按容器的实际腐蚀裕度(检测时测定的实际厚度减去不包括腐蚀裕度在内的计算厚度)与腐蚀速度之比进行计算。
7.定期检测的目的实行定期检测,是早期发现缺陷,消除隐患,保证装备安全运行。
8.外部检测、内外部检测、全面检测的目的、期限和内容1)外部检测:A目的:及时发现外部或操作工艺方面不安全问题B期限:一般每年不少于1次C检测内容:①防腐层、保温层是否完整无损;②有无锈蚀、变形及其他外伤;③焊缝、法兰及其他可拆连接处和保温层是否无泄漏;④是否按规定装设安全装置选用、装设→符合要求,维护良好,规定的使用期限;⑤容器及其连接管道支承是否适当,有无倾斜下沉、振动、摩擦以及不能自由胀缩等不良情况;⑥操作条件(压力,温度等)是否在设计规定范围内和工作介质是否符合设计规定。
过程装备与控制工程2篇过程装备与控制工程是现代工业生产中不可或缺的重要学科。
它涉及到生产过程中的装备选型与设计、自动化控制系统的构建和调试,以及对生产过程进行监控和优化。
本文将从过程装备选择和设计以及控制系统的构建和调试两个方面探讨过程装备与控制工程的相关内容。
一、过程装备的选择与设计过程装备对于生产过程的稳定运行和效率提升起着至关重要的作用。
正确选择和设计过程装备是实现生产目标的首要条件。
在过程装备选择方面,我们需要考虑以下几个因素:1. 工艺需求:首先要了解生产工艺的特点和要求,根据不同的工艺过程,选择适合的装备类型和规格。
例如,对于需要进行高精度加工的工艺,要选择精度较高的机械设备;对于需要进行大批量生产的工艺,要选择生产效率较高的设备。
2. 设备性能:在选择过程装备时,需要考虑设备的性能指标,例如生产能力、能源消耗、设备稳定性等。
通过对比不同品牌和型号的设备,选出性能最佳的装备。
3. 技术可行性:选择过程装备时,需要评估技术的可行性,包括设备的可制造性、可操作性和可维修性。
这些因素将直接影响装备的可靠性和维护成本。
在过程装备设计方面,我们需要进行以下几个步骤:1. 精确的工艺流程设计:根据生产要求和工艺特点,设计合理的工艺流程,确保每个生产环节的顺畅运行。
2. 合理的设备选型:根据工艺流程和工艺需求,选择合适的设备类型,并进行设备尺寸和规格的设计。
3. 设备布局设计:根据工厂的实际情况,设计合理的设备布局,使得设备之间的物料流动和人员流动更加高效。
4. 安全设计:在过程装备设计中,安全性是一项非常重要的考虑因素。
需要根据相关标准和法规,设计合理的安全措施,确保设备的正常运行和操作人员的安全。
二、控制系统的构建与调试控制系统是指对工业生产过程中的各种物理和化学过程进行监控和调控的系统。
控制系统的构建和调试是确保生产过程正常运行和达到预期效果的关键环节。
在控制系统构建方面,我们需要进行以下几个步骤:1. 控制系统框架设计:根据生产过程的需求,设计合理的控制系统框架,包括传感器、执行器、控制器和通信设备等组成部分。
过程装备控制技术试卷A标准答案一、填空题(25×1)1、安全性;经济性;稳定性2、节流装置;孔板;喷嘴;文都利管3、容器内液体介质液面的高低;浮力式;静压式;电容式;光纤式;4、比例度;积分时间;微分时间5、阀的口径选择;型式选择;固有流量特性选择;材质选择6、直接数字控制系统;监督控制系统;分级控制系统;集散控制系统7、梯形图;语句表;逻辑功能图二、判断改正题(5×2)——判断1分,改正1分1、错误。
单纯的比例控制不可能消除余差。
2、错误。
控制通道的滞后总是不利的,但干扰通道中的容量滞后可以缓和干扰的影响,对控制系统有利。
3、错误。
时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越长。
4、错误。
控制系统中直接产生控制作用的是操纵变量。
5、正确。
三简答题(4×5)1、所谓的工程整定法,就是避开被控对象的特性和数学描述,在被控对象运行时,直接在控制系统中,通过改变调节器参数,观察被控变量的过渡过程,来获取调节器参数的最佳数值。
临界比例度法整定参数的步骤是:首先将调节器的积分、微分作用全部去除,在纯比例作用调节比例度,直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程,此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期,最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。
临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比,且有合适的超调量为目标的。
2、计算机直接控制系统与常规模拟控制系统的基本结构相同,有关调节原理和调节过程也相同,都是基于“检测偏差、纠正偏差”的控制原理。
不同之处在于计算机控制系统中,控制器对控制对象的参数、状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的,对检测信号的分析计算是数字化的,而在模拟控制系统中则是连续的。
3、本质安全防爆型是指在正常和故障状态下,电路及设备产生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆类型。
它由两种场所、两种电路组成,即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路,两者间采用防爆安全栅隔离。
1,金属材料的主要性能(1)力学性能:外力下表现出来的性能①机械强度:材料抵抗外力作用避免引起破坏的能力②弹性、塑形:弹性是指材料发生弹性变形的能力(弹性模量E和剪切弹性模量G),塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
③韧性:对缺口或裂纹敏感程度的反映④硬度:指材料抵抗其他物体压入的能力,是衡量材料软硬的判据(2)耐腐蚀性能:是材料在使用工艺条件下抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力(3)加工工艺性能:反映在保证加工质量的前提下,加工的难易程度2,钢的热处理将钢材通过适当的加热、保温和冷却过程,或通过在其表面渗入某些合金元素,使刚才内部组织按照一定的规律变化,改变其部分或全部的组织形态,以获得预期的力学性能和加工性能,这种工艺过程就称为钢的热处理。
热处理方法:退火、正火、淬火、回火、化学热处理3,钢的分类优质碳素钢按碳含量分类:低碳钢≦0.25%(强度较低,但塑性好,焊接性能好);优质中碳钢0.30%~0.60%(强度较高,韧性较好,但塑性和焊接性能较差,不适合做过程装备的壳体);优质高碳钢>0.60%(强度与硬度较高,65钢→弹簧,70、80钢→钢丝绳)钢可分为碳素钢和合金钢,含有合金元素(总量不超过5%)的钢为合金钢,优点是强度高,焊接性能好,并且具有良好的耐腐蚀性能和耐高温、低温的性能。
把钢和铸铁都称为铁碳合金,含碳0.02%~2%的为钢,大与2%的为铸铁。
4,压力容器压力分类:①常压容器p<0.1M p;②低压0.1Mp≦p<1.6Mp;③中压1.6Mp≦p<10Mp;④高压10Mp≦p<100Mp;⑤超高压p≥100Mp内压封头:原则上根据封头的几何形状和尺寸,除考虑由内压引起的薄膜应力外,还应考虑连接边缘的不连续应力。
但实际上由于按照应力分析进行设计甚为复杂,故封头设计中采用了比较简单的方法。
对承受静载荷的一般封头,仅以远离边缘区域的薄膜应力或弯曲应力进行分析并加以限制,对于由于各种原因引起的边缘应力,仅在结构形式上定性地加以限制,或在设计公式中引入形状系数或应力增强系数,把薄膜应力或弯曲应力求得的壁厚适当予以放大。
过程装备设计知识点过程装备设计是指根据生产过程需求,设计和选择合适的装备设备,以满足工艺流程的要求。
在过程装备设计过程中,需要考虑到多个知识点,包括工艺流程、选型设计、安全性及经济性等方面。
本文将重点介绍过程装备设计的几个关键知识点。
一、工艺流程设计工艺流程设计是过程装备设计的基础。
在设计过程中,需要了解生产工艺的具体要求,并根据这些要求设计出符合工艺流程的装备设备。
工艺流程设计包括物料的流动路径、温度、压力和速度等参数的设定,以及工艺单元之间的相互关系等。
合理的工艺流程设计可以保证生产过程的高效性和稳定性。
二、选型设计选型设计是指根据工艺流程的要求,选择合适的装备设备。
在选型设计中,需要考虑装备设备的工作条件、能力、技术参数等因素。
合适的装备选型可以提高生产效率,降低能耗,同时也可以确保生产过程的顺利进行。
三、安全性设计安全性设计是过程装备设计中至关重要的一环。
在设计过程中,需要考虑装备设备的安全性能,包括防爆性能、防护措施、应急处理措施等。
合理的安全性设计可以确保生产过程的安全稳定,减少事故的发生。
四、经济性设计经济性设计是指在装备设计过程中,考虑装备设备的投资和运营成本。
合理的经济性设计可以降低装备设备的成本,提高投资回报率。
在经济性设计中,需要对不同选项进行经济性评估,并选择最佳的方案。
五、维护保养设计维护保养设计是过程装备设计中需要重视的一方面。
合理的维护保养设计可以延长装备设备的使用寿命,减少故障发生的几率。
在维护保养设计过程中,需要考虑到设备的可维修性、易用性等因素,并制定相应的维护保养计划。
六、环保性设计环保性设计是现代工程设计的重要考虑因素之一。
在过程装备设计中,需要考虑装备设备对环境的影响,并采取相应的环保措施。
合理的环保性设计可以减少对环境的污染,保护生态环境。
总结:过程装备设计是一个综合性的工作,需要综合考虑多个方面的知识点。
工艺流程设计、选型设计、安全性设计、经济性设计、维护保养设计和环保性设计都是过程装备设计中需要关注的重要方面。
过程设备设计要点过程设备设计是指根据工艺流程要求和产品质量要求,确定、设计和优化工厂内各种过程设备的功能和结构。
在过程设备设计过程中,需要考虑各种因素,包括工艺要求、安全要求、可靠性、经济性、环保要求等。
本文将阐述过程设备设计的要点,以帮助工程师更好地设计和优化过程设备。
1. 工艺流程要求在进行过程设备设计时,首先需要了解工艺流程要求。
这包括工艺流程的各个步骤、操作条件、物料流动和转化过程等。
了解工艺流程要求可以帮助设计师更好地理解设备的功能和性能需求,从而进行合理的设计。
2. 设备选型在过程设备设计中,设备选型是一个非常重要的环节。
合适的设备选型可以保证设备在工艺过程中的可靠运行和高效性能。
设备选型需要综合考虑工艺要求、设备性能参数、工艺材料、成本和可靠性等因素,并选择最合适的设备类型和规格。
3. 设备布局设备布局是指将各个过程设备按照合理的顺序和位置进行布置,以确保工艺流程的顺畅和高效。
在进行设备布局时,需要考虑设备之间的物料流动、能量传递、操作和检修等方面的要求。
同时,还需要合理考虑设备之间的距离、空间和通道等因素,以确保操作、维修和清洁的便利性。
4. 设备尺寸和容量计算设备尺寸和容量的计算是过程设备设计中的重要一环。
设备尺寸和容量的计算需要考虑工艺参数、物料流量、反应速率、传热和传质等因素,并参考标准和经验数据。
合理的设备尺寸和容量计算可以确保设备在工艺过程中的正常运行和良好的性能。
5. 设备材料选择设备材料选择是过程设备设计中的关键一环。
不同的工艺和工作环境对设备材料有不同的要求。
合适的设备材料选择可以保证设备在工艺过程中的耐腐蚀性、耐高温性、耐压性、可焊接性等方面的要求。
在进行设备材料选择时,需要综合考虑材料的性能、成本、可获得性和可加工性等因素。
6. 安全和环保考虑过程设备设计必须充分考虑安全和环保要求。
安全设计包括设备的结构强度、防爆性能、防腐措施等方面的要求。
环保设计包括设备的废物处理、废气处理、噪声控制等方面的要求。
过程装备设计知识点总结一、引言过程装备设计是指在工业生产过程中用于完成物料处理、传输、储存等功能的设备的设计和制造。
在工业生产中,过程装备是非常重要的一环,对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
过程装备设计需要考虑到诸多因素,包括物料性质、工艺要求、设备结构等,下面将从几个关键的知识点入手,对过程装备设计做一详细的总结。
二、物料性质的考虑1. 物料状态:根据物料的状态,可以将物料分为固体、液体和气体三种状态。
对于固体物料,需要考虑到物料的流动性、堆积性等特点,选择合适的传输方式和存储设备;对于液体物料,需要考虑到流体动力学、气液两相流等特点,选择合适的泵、阀门等设备;对于气体物料,需要考虑到气体的扩散性、压缩性等特点,选择合适的压缩机、分离器等设备。
2. 物料性质:物料的化学成分、粒度、密度等性质对过程装备设计也有重要影响。
不同的物料对设备的材质、结构、传输方式等都有不同的要求。
例如,对于易燃、易爆的物料,需要选择防爆设备;对于易结块、易结晶的物料,需要选择防结块、防结晶的设备。
3. 物料的流动性:物料在输送、储存过程中的流动性对设备的性能有重要影响。
需要考虑到物料的流变特性、黏度、流速等因素,选择合适的输送方式和储存设备,以确保物料的稳定输送和储存。
4. 物料的腐蚀性:部分物料具有腐蚀性,在过程装备设计中需要考虑到物料对设备的腐蚀影响,选择合适的耐腐蚀材料和防护措施,以保证设备的长期稳定运行。
三、工艺要求的考虑1. 工艺流程:过程装备设计需要根据生产工艺流程进行设计,确保设备与整个生产线的配套,达到流程的顺畅和高效。
2. 物料处理要求:不同的工艺对物料的处理有不同的要求,需要选择合适的设备完成物料的加工、分离、混合等工艺要求。
3. 温度、压力要求:部分工艺对温度、压力有严格的要求,需要选择能够满足要求的加热、冷却、压缩等设备。
4. 设备的安全性:工艺要求也需要考虑到设备的安全性,包括防爆、防溢、防漏等方面的设计,确保设备的安全运行。
1. 压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。
筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。
封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。
密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。
开孔接管的作用:满足工艺要求和检修需要。
支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。
安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。
1. 一壳体成为回转薄壳轴对称问题的条件是什么?答:几何形状、承受载荷、边界支承、材料性质均对旋转轴对称。
2. 试分析标准椭圆形封头采用长短轴之比a/b=2的原因。
答:a/b=2时,椭圆形封头中的最大压应力和最大拉应力相等,使椭圆形封头在同样壁厚的情况下承受的内压力最大,因此GB150称这种椭圆形封头为标准椭圆形封头2单层厚壁圆筒承受内压时,其应力分布有哪些特征?当承受内压很高时,能否仅用增加壁厚来提高承载能力,为什么?答:应力分布的特征:○1周向应力σθ及轴向应力σz 均为拉应力(正值),径向应力σr 为压应力(负值)。
在数值上有如下规律:内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1122max -+=K K p i θσ,而在外壁处减至最小,其值为122min -=K p i θσ,内外壁σθ之差为p i ;径向应力内壁处为-p i ,随着r 增加,径向应力绝对值逐渐减小,在外壁处σr =0。
○2轴向应力为一常量,沿壁厚均匀分布,且为周向应力与径向应力和的一半,即2θσσσ+=r z 。
○3除σz 外,其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K 值有关。
不能用增加壁厚来提高承载能力。
因内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1122max -+=K K p i θσ,随K 值增加,分子和分母值都增加,当径比大到一定程度后,用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显3预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么?答:使圆筒内层材料在承受工作载荷前,预先受到压缩预应力作用,而外层材料处于拉伸状态。
当圆筒承受工作压力时,筒壁内的应力分布按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成。
内壁处的总应力有所下降,外壁处的总应力有所上升,均化沿筒壁厚度方向的应力分布。
从而提高圆筒的初始屈服压力,更好地利用材料。
4试述承受均布外压的回转壳破坏的形式,并与承受均布内压的回转壳相比有何异同? 答:承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳,当壳体壁厚较大时也有可能出现强度失效;承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失效,某些回转壳体,如椭圆形壳体和碟形壳体,在其深度较小,出现在赤道上有较大压应力时,也会出现失稳失效5压力容器用钢有哪些基本要求? 答:有较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。
选择时应该综合考虑容Rt器的使用条件,相容性,零件的功能和制造工艺,材料性能,材料使用经验,综合经济性和规范标准。
6影响压力容器钢材性能的环境因素主要有哪些?答:主要有温度高低、载荷波动、介质性质、加载速率等。
7为什么要控制压力容器用钢中的硫、磷含量?答:因为硫能促进非金属夹杂物的形成,使塑性和韧性降低。
磷能提高钢的强度,但会增加钢的脆性,特别是低温脆性。
将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平,即大大提高钢材的纯净度,可提高钢材的韧性、抗中子辐照脆化能力,改善抗应变时效性能、抗回火脆性性能和耐腐蚀性8一容器壳体的内壁温度为T i,外壁温度为T o,通过传热计算得出的元件金属截面的温度平均值为T,请问设计温度取哪个?选材以哪个温度为依据?答:设计温度取元件金属截面的温度平均值T。
选材以元件金属截面的温度平均值为依据。
9一次应力、二次应力和峰值应力的区别是什么?答:一次应力具有“非自限性”,二次应力在材料为塑性材料时具有“自限性”,峰值应力具有高度的“局部性”。
10无力矩理论:省略弯曲内力的壳体理论,应力沿厚度均匀分布,壳体材料强度可以合理利用,是最理想的应力状态。
11.无力矩理论的应用条件:壳体的厚度,中面曲率和载荷连续,没有突变,且构成壳体的材料的物理性能相同。
壳体边界处不受横向剪力,弯矩和转矩作用。
壳体的边界处的约束沿经线的切线方向,不得限制边界处的转角和挠度。
12不连续效应:总体结构不连续,组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象。
特性为局部性和自限性13:热应力的特点:热应力随约束程度的增大而增大。
热应力与零外载相平衡,是由热变形受约束引起的自平衡应力,在温度高处发生压缩,温度低处发生拉伸变形。
热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低14提高屈服承载能力的措施:工程上通常对圆筒施加外压或自增强处理,使内层材料受到压缩预紧力作用,外层材料处于拉伸状态。
15:受内压壳体与接管连接处的局部应力:工程上常采用应力集中系数法,数值解法,实验测试法和经验公式计算局部应力。
16降低局部应力的措施:合理的结构设计—减少俩连接件刚度差尽量采用圆弧过度局部区域补强选择合适的开孔方位减少附件传递的局部载荷尽量减少结构中的缺陷17焊接接头常见缺陷:裂纹夹渣未熔透未熔合焊瘤气孔咬边18 氢蚀高温高压下氢与钢中的碳形成甲烷的化学反应。
影响因素有温度氢分压时间合金成分应力等氢脆钢因吸收氢而导致韧性下降的现象。
19应力腐蚀的预防措施:合理选择材料减少或消除残余拉应力改善介质条件涂层保护合理设计20防止流体泄漏的基本方法:在密封口增加流体流动的阻力,当介质通过密封口的阻力大于密封口俩侧的介质压力差时,介质就被密封。
21:影响密封性能的主要因素:螺栓预紧力垫片性能压紧面的质量法兰刚度操作条件密封可分为强制式密封和自紧式密封,预紧力约为工作压力产生的轴向力的1.1~1.6倍。
22开孔补强的设计准则:等面积补强法压力面积补强法极限载荷补强法23:爆破片是一种断裂型安全泄放装置,在标定爆破压力下即发生断裂来达到泄压目的,泄压后爆破片不能继续有效使用,容器也就被迫停止运行。
特点;密封性好破裂速度快,泄压反应迅速。
24:压力容器焊接结构设计原则:尽量采用对接接头尽量采用全熔透结构尽量减少焊缝处的应力集中。
25:换热器按热传递原理分为:直接接触式换热器蓄热式换热器间壁式换热器中间载热体是换热器间壁式—蛇管套管缠绕管和管壳式换热器26 板面式换热器;螺旋板式板式板翅式板壳式伞板式换热27:除沫器一般设置在塔顶,从而减少液体的夹带损失,确保气体的纯度,保证后续设备的正常操作。
1.对于外压圆筒,只要设置加强圈就可提高其临界压力。
对否,为什么?采用的加强圈愈多,圆筒所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。
对否,为什么?答:对于承受外压的圆筒,短圆筒的临界压力比长圆筒的高,且短圆筒的临界压力与其长度成反比。
故可通过设置合适间距的加强圈,使加强圈和筒体一起承受外压载荷,并使长圆筒变为短圆筒,或使短圆筒的长度进一步降低,从而提高圆筒的临界压力。
若设置的加强圈不能使长圆筒变为短圆筒,则所设置的加强圈不能提高圆筒的临界压力设置加强圈将增加制造成本;而且,当L /D很小时,短圆筒可能变为刚性圆筒,此时圆筒的失效形式已不是失稳而是压缩强度破坏,此时在设置额外的加强圈以无济于事。
2什么是焊接应力?减少焊接应力有什么措施?焊接应力是指焊接过程中由于局部加热导致焊接件产生较大的温度梯度,因而在焊件内产生的应力。
应从设计和焊接工艺俩方面采取措施,如尽量减少焊接接头的数量,相等焊缝间应保持足够的间距,尽可能避免交叉,焊缝不要布置在高应力区,避免出现十字焊缝,焊钳预热等。
2.简述短期静载下温度对钢材力学性能的影响?高温下,低碳钢的弹性模量和屈服点随温度升高而降低,而抗拉强度先随温度升高而升高,但当温度达到一定值时反而很快下降。
低温下,随着温度降低,碳素钢和低合金钢的强度提高,而韧性降低。
但并不是所有金属都会低温变脆。
一般来说,具有体心立方晶格的金属,都会低温变脆,而面心立方晶格材料不会。
3.搅拌轴的设计的需考虑哪些因素?扭转变形临界转速转矩和弯矩联合作用下的强度轴封处允许的径向位移4球形储罐有哪些特点?设计球罐时应考虑哪些载荷?球形储罐应力分布均匀。
设计时要考虑压力载荷,重量载荷,风载荷,雪载荷,地震载荷和环境温度变化引起的载荷。
5薄壁圆筒和厚壁圆筒如何划分?其强度设计的理论基础是什么?有何区别?答:○1当满足δ/D≤0.1或K≤1.2属薄壁圆筒,否则属厚壁圆筒。
○2强度设计的理论基础是弹性失效设计准则。
弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达到许用应力为依据的。
○3。
对于各处应力相等的构件,如内压薄壁圆筒,这种设计准则是正确的。
但是对于应力分布不均匀的构件,如内压厚壁圆筒,由于材料韧性较好,当危险点(内壁)发生屈服时,其余各点仍处于弹性状态,故不会导致整个截面的屈服,因而构件仍能继续承载。
在这种情况下,弹性失效(一点强度)设计准则就显得有些保守。
6影响材料设计系数的主要因素有哪些?答:影响材料设计系数的主要因素有:应力计算的准确性、材料性能的均匀必、载荷的确切程度、制造工艺和使用管理的先进性以及检验水平等因素。
1. 有一锥形底的圆筒形密闭容器,如图所示,试用无力矩理论求出锥形底壳中的最大薄膜应力σθ与σφ的值及相应位置。
已知圆筒形容器中面半径R ,厚度t ;锥形底的半锥角α,厚度t ,内装有密度为ρ的液体,液面高度为H ,液面上承受气体压力p c 。
解:圆锥壳体:R 1=∞,R 2=r/cos α(α半锥顶角),p z =-[p c +ρg(H+x)],φ=π/2-α,αxtg R r -=()()()()()()ααρααραρρσασπρπρπφφcos 23cos 231cos 232222222222t xtg R g tg x xRtg R x g H p R rt g Rr r R x g H p R t r g Rr r R x g H p R F c c c -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++=++++==++++= ()[]()()()[]{}()αρααρρασσσααρσρααασαραρασααρσσσθφθθθθθθφcos 2210cos 2210cos 1cos max2221t g tg p Htg R g g p H tg R H p 。
,。
x t gtg dx d g tg p Htg R tg x dx d :tg g x H p xtg R g t dx d t xtg R g x H p tp R R c c c c c c z ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=∞<-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==++--=-++=-=+其值为的最大值在锥顶有最大值处在令 2. 有一周边固支的圆板,半径R=500mm ,板厚=38mm ,板面上承受横向均布载荷p=3MPa ,试求板的最大挠度和应力(取板材的E=2×105MPa ,μ=0.3)解:板的最大挠度:()()2.915mm 10005.164500364101.0053.011238102112944max 923523=⨯⨯⨯='=⨯=-⨯⨯⨯=-='D pR w Et D f μ板的最大应力:389.543MPa 38450033432222max =⨯⨯⨯==t pR σ 3. 上题中的圆平板周边改为简支,试计算其最大挠度和应力,并将计算结果与上题作一分析比较。