化工机械设计基础

化工设备机械基础总结化工设备机械基础是指在化工工业中起动、运行、维护和维修化工设备所需要的机械基础知识和技能。

在化工生产中，机械设备是必不可少的工具，通过机械设备的运行和控制，能够实现原料的加工、混合、分离、传输等化工过程，提高生产效率和产品质量。

因此，学习和掌握化工设备机械基础知识对化工工作者来说是非常重要的。

化工设备机械基础包括机械传动、液压与气动、机械设计等几个方面。

1. 机械传动：机械传动是指将电动机、发动机的动力传递到化工设备上，实现设备的运行。

常见的机械传动方式有齿轮传动、带传动和链传动等。

学习机械传动需要了解各种传动方式的原理和特点，掌握传动装置的选择和设计方法，以及传动中的计算和调整技巧。

2. 液压与气动：液压和气动是运用液体和气体传递压力和能量的传动方式。

在化工设备中，常用于驱动和控制各种阀门、执行机构和传动装置。

学习液压与气动需要掌握基本原理、元件的类型和功能，了解液压与气动系统的工作原理和调试方法，以及常用系统故障的排除和维修技巧。

3. 机械设计：机械设计是指根据设备的工作要求和使用条件，进行机械传动和结构的设计。

机械设计需要掌握材料力学、机械原理、机械制图和CAD等知识和技能。

学习机械设计需要了解各种机械元件的设计和选型原则，熟悉机械设计规范和标准，具备机械制图和CAD软件的应用能力。

在学习和实践中，要重视基础理论和实际操作的结合。

通过参观化工设备的实际运行和维护，了解设备的结构和工作原理，掌握设备的操作和维修方法，能够更好地理解和应用机械基础知识。

此外，还要注重综合运用不同学科的知识，比如物理、化学、电子、自动控制等，与机械基础相结合，为化工设备的运行和维护提供全面的技术支持。

综上所述，化工设备机械基础是化工工作者必备的知识和技能，涉及机械传动、液压与气动、机械设计等方面。

学习和掌握化工设备机械基础知识，可以帮助化工工作者更好地操作和维护化工设备，提高生产效率和产品质量。

《化工机械设计基础》课程名称：化工机械设计基础英文名称：课程编号：课程类别：专业选修课学时/学分：34学时/2学分；理论学时：119学时开设学期：七开设单位：化学化工学院适用专业：应用化学说明一、课程性质与说明1.课程性质专业选修课2.课程说明《化工设备机械基础》是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，包括工程力学基础（静力学、材料力学）、化工设备设计基础和机械传动三大部分。

其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。

二、教学目标通过本课程的学习，使学生达到以下基本要求：1.掌握工程力学的基本理论。

2.掌握化工常用设备设计与分析的方法。

3.培养实际分析问题的能力。

4.学习上要理清概念，学会应用5.培养认真负责、一丝不苟和严谨求实的工程素养。

四、教学教法建议本课程的教学应贯彻应用性原则和重视素质培养原则。

要求理论分析与设计方法相结合，理论教学主要是讲清概念，学会应用，对数学推导一般不作演绎。

要重视分析实例、课堂讨论、习题等教学环节，同时将课程内容与生产实习、课程设计、毕业设计相结合，培养学生理论联系实际的能力。

五、课程考核及要求1．考核方式：考试（√）2．成绩评定：计分制：百分制（√）成绩构成：总成绩= 平时考核10% + 中期考核30% + 期末考核60%六、参考书目[1] 赵军等编.《化工设备机械基础》.北京：化学工业出版社，2000.[2] 陈经梅等编.《化工轻工机械设计基础》.浙江：浙江大学出版社，1994.[3] 潘永亮主编.《化工设备机械设计基础》.北京：科学出版社，1999.[4] 董大勤主编.《化工设备机械基础》.北京：化学工业出版社，2002.本文第一章物体的受力分析和静力平衡方程教学目标：1．掌握静力学基本概念。

2．掌握力的投影及合理投影订立。

3．掌握受力图的应用。

教学时数：6学时教学内容：1.静力学基本概念2.约束与约束反力，受力图3.分离体的受力图4.力的投影、合力投影定理5.力矩、力偶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9.空间力系教学重点：约束、约束反力和一般力系的简化教学难点：受力图和力系平衡方程的应用考核要点：根据所学知识能够掌握受力图和力系平衡方程的应用。

《化工机械基础》教学要点汇总第一章化工设备材料及其选择1.了解化学工业及化工设备的特点2.熟悉化工设备选用材料的一般要求3.理解描述材料性能的常用指标（1）力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、缺口敏感性（2）物理性能：线膨胀系数、弹性模量、泊松比（3）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性（4）加工工艺性能4.了解常用金属材料的分类5.熟悉钢铁的分类、牌号、表示方法及常见品种和规格6.了解铁碳合金的组织与结构7.熟悉碳钢中常见杂质对其性能的影响8.了解钢的热处理方法及其对性能的影响9.熟悉合金元素对钢性能的影响10.了解常见有色金属材料的种类、性能及应用11.了解常见非金属材料在化工设备中的应用12.掌握化工设备的腐蚀及防护措施（1）金属腐蚀的形式、种类及特点（2）金属腐蚀的评定方法（3）金属设备的防腐措施第2章容器设计的基本知识1.熟悉化工容器的常见分类方法2.掌握容器的基本结构3.理解零部件标准化的意义4.熟悉标准化的基本参数5.了解压力容器安全监察的意义与监察范围6.了解压力容器相关的法律法规7.掌握压力容器机械设计的基本要求第3章内压薄壁容器的应力分析1.熟悉薄壁容器及其应力特点2.熟悉薄膜应力理论的基本概念及基本假设3.掌握常见轴对称回转壳体薄膜应力的计算方法4.了解轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围5.熟悉边缘应力的概念、特点及处理第4章内压薄壁圆筒与封头的强度设计1.熟悉强度设计的主要任务及计算过程2.理解弹性失效的设计准则3.熟悉强度理论及相应的强度条件4.掌握常见轴对称回转壳体的强度设计计算方法：主应力、相当应力强度条件、计算壁厚、应力校核、最大允许工作应力、最大允许工作压力5.掌握常用设计参数的确定方法：工作压力、设计压力、计算压力、爆破膜系数、设计温度、许用应力、安全系数、焊接接头系数、钢板负偏差、腐蚀裕量、钢板的标准厚度系列、筒体及封头的标准直径系列6.熟悉强度设计中各种厚度的概念及区别7.熟悉压力试验的种类、目的以及试验压力的确定与校核8.掌握常见封头的种类、结构、特点及应用场合第5章外压圆筒与封头的设计1.熟悉内压容器与外压容器在受力、变形、判废、设计等方面的区别2.熟悉外压容器失稳的分类3.了解临界压力的概念及影响临界压力的因素4.了解长圆筒、段圆筒及刚性圆筒的性质及区别5.熟悉外压圆筒加强圈的作用、结构及其与筒体的连接方式第6章容器零部件1.掌握法兰联接结构、密封原理及法兰泄漏的主要形式2.熟悉法兰的结构和分类3.熟悉影响法兰密封的因素4.了解法兰的标准类型及标记方法5.熟悉常见容器支座的种类、结构及应用场合6.熟悉开孔应力集中现象及应对方法7.熟悉接管、凸缘、手孔、人孔和视镜的功能、结构及标准规格第7章管壳式换热器1.熟悉换热器的功能及分类2.熟悉衡量换热器好坏的标准3.熟悉管壳式换热器的结构及主要零部件4.掌握管壳式换热器的种类及特点5.熟悉换热管的材质、结构及尺寸6.熟悉管子与管板的连接方式和特点7.熟悉换热管的排列形式及特点8.了解换热管管间距的要求9.熟悉换热管的分程要求及管程布置方式10.了解换热器管板与壳体的连接方式11.熟悉折流板和支承板的功能及常用型式12.了解旁路挡板和拦液板的功能13.熟悉换热器中温差应力的来源及补偿方法14.了解膨胀节的功能与结构15.了解换热器管箱及壳程接管的功能及结构16.理解换热器的设计过程及选型第8章塔设备的机械设计1.熟悉塔的分类及主要结构部件2.了解塔设备机械设计的基本要求3.熟悉塔体承受的主要载荷：质量载荷、地震载荷、风载荷、偏心载荷4.熟悉计算压力在塔体中引起的轴向应力、操作或非操作时重力及地震力在塔体中引起的轴向应力及弯矩在塔体中引起的轴向应力的分布情况5.掌握塔体操作或非操作时最大组合轴向压应力和最大组合轴向拉应力的分布情况6.熟悉裙座的结构及常用类型7.熟悉塔体和裙座的机械设计过程8.熟悉板式塔的基本结构9.熟悉塔盘的基本类型和支承方法10.熟悉填料塔的基本结构及各部件的种类和功能第9章搅拌器的机械设计1.熟悉搅拌设备的作用、应用及基本结构2.熟悉搅拌器的类型及应用3.熟悉影响搅拌器搅拌功能的因素4.了解影响搅拌罐长径比的因素5.熟悉搅拌罐的装料量及装料系数6.了解搅拌罐的顶盖结构及传动密封装置结构备注：学习要求按重要性分五个层面，掌握★★★★，理解★★★，熟悉★★，了解★，其他未在教学及考查范围内的内容未列入本汇总。

化工机械设计基础一、引言化工机械设计是指在化工工艺过程中，根据工艺要求和技术参数对机械设备进行设计和选择的过程。

化工机械设计的目标是保证设备的安全性、可靠性和经济性，以满足化工工艺的要求。

本文将从化工机械设计的基础知识、设计原则、设计流程和常见的化工机械设备等方面进行介绍。

二、化工机械设计的基础知识1.化工物料的特性：在进行化工机械设计时，需要了解所处理的物料的特性，如物料的流变性质、粘度、密度、pH值等，这些特性对机械设备的选型和设计都有重要影响。

2.化工工艺的要求：化工机械设计必须根据化工工艺的要求，确定机械设备的工作条件，如温度、压力、流量等。

同时还需要考虑工艺过程中可能产生的腐蚀、磨损、结垢等问题。

3.机械设计的基本原理：化工机械设计的基本原理包括力学、热学、流体力学等方面的知识。

力学知识用于分析和计算机械设备的结构强度和刚度；热学知识用于计算机械设备的热负荷和热传导；流体力学知识用于分析和计算流体在机械设备中的流动特性。

三、化工机械设计的原则1.安全性原则：化工机械设计中最重要的原则是确保设备的安全性。

设计师需要考虑到物料的特性、工艺条件和可能发生的事故情况，合理选择材料和结构，以确保设备在正常和异常情况下都能保持稳定和安全的运行。

2.可靠性原则：化工机械设计需要保证设备的可靠性，即设备在长期运行中能够保持正常运转，不发生故障。

设计师需要合理选择材料、结构和工艺，进行充分的强度和可靠性计算，以确保设备的寿命和可靠性。

3.经济性原则：化工机械设计需要在保证安全性和可靠性的前提下，尽量降低设备的成本。

设计师需要考虑到设备的制造、安装、运行和维护等方面的成本，选择合理的设计方案和材料，以降低设备的总体成本。

四、化工机械设计的流程化工机械设计的流程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：根据化工工艺的要求和技术参数，明确设备的功能和性能要求，确定设计的目标。

2.设计方案：根据需求分析的结果，制定不同的设计方案，进行比较和评估，选择最合适的方案。

化工机械基础：理解、设计和操作化工机械是指用于在化学工业生产过程中进行物质转移、反应、加热、冷却、分离等操作的设备。

了解化工机械的基础原理对于从事化工行业的人员来说非常重要，本文将介绍化工机械的基础知识。

一、化工机械的分类化工机械可以按以下方式分类：1.操作方式：批量式、连续式和半连续式。

2.反应器类型：搅拌式反应器、固定床反应器、流化床反应器和旋转式反应器等。

3.设计压力：大气压、低压、高压等级。

4.冷却方式：内部冷却、外部冷却和混合冷却等。

5.热交换表面：管壳式、板式、螺旋式和管束式等。

二、化工机械的主要组成部分1.容器：通常由金属制成，具有足够的强度和耐蚀性。

容器的形状和大小取决于操作的类型和规模。

2.传递机构：用于处理物料或流体的传输，包括搅拌器、渣口、进料口等。

3.热交换器：用于在反应过程中加热或冷却介质，通常是管壳式或板式热交换器。

4.支持组件：支撑容器和传递机构的结构组件，包括底座、支架、轴承等。

三、化工机械的设计1.设计原则：根据操作要求选择合适的类型和规格，确保足够的强度和耐蚀性。

2.设计参数：包括容器尺寸、传递机构转速、热交换面积等。

3.材料选择：要选择具有良好耐蚀性、高强度和耐高温的材料。

4.安全设计：设备必须满足相关安全标准，并采取相应的安全措施，如泄压装置、防爆电器和自动控制系统等。

四、化工机械的操作1.操作前准备：检查设备是否正常，确定操作参数和流程。

2.操作过程中要注意事项：保持设备清洁卫生，遵循操作规程和安全程序，及时处理异常情况。

3.操作后的处理：彻底清洗设备，记录操作数据和异常情况。

总之，了解化工机械的基础知识对于从事化工行业的人员来说非常重要。

这篇文章介绍了化工机械的分类、主要组成部分、设计原则和操作注意事项。

希望这些信息能够帮助读者更好地理解化工机械的工作原理，从而更好地进行化学工业生产操作。

1、约束和反约束自由体和非自由体自由体：空间任何方向自由运动非自由体：某些方向受限制约束（限制非自由体运动的物体）约束反力（非自由体与约束之间的力）：2、截面法步骤1、在需要求内力处假想用一横截面将构件截开，分成两部分；2、以任一部分为研究对象；3、在截面上加上内力，以代替另一部分对研究对象的作用4、写出研究对象的平衡方程式，解出截面上的内力。

例、求截面1-1，2-2，3-3上的轴力和应力，已知A=400mm2。

kN N kN N kN N 5020304010203020321=-+==-=-=MPa A N MPa A N MPa A N 1251040010502510400101050104001020633363226311=⨯⨯===⨯⨯==-=⨯⨯-==---σσσ3、弹性变形阶段OA,比例极限σp (弹性极限),Q235-A 钢 σp =200MPaE 弹性模量，反映材料抵抗弹性变形的能力。

低碳钢E=(2.0-2.1)x105MPa EA 抗拉刚度泊松比：弹性阶段拉（压）杆的横向应变与轴向应变之比4、梁的基本形式：简支梁：一端固定铰链，另一端活动铰链 ； eg:3-1板式吊车梁 外伸梁：一端固定铰链，另一端活动铰链，一端或两端伸出支座以外； eg:3-2卧式容器悬臂梁：一端固定，另一端自由；eg:3-3,3-4受风载荷的塔、管道托架5、弯矩符号规定梁产生凹变，即下侧受拉为正弯矩（梁上向上的外力均产生正弯矩）；梁产生凸变，即上侧受拉为正弯矩，（向下的外力均产生负弯矩）。

6、中性层材料发生弯曲变形时，其内部切向应力为零的所有位置所形成的面称为应力中性层（材料在弯曲过程中，外层受拉，内层受压，在其断（虎克定律）εσ⋅=E （虎克定律）EAPL L =∆L L E A P ∆=εεν'=面上必有有一层既不受压也不受拉的过渡层，应力几乎等于零这一层就叫过渡层）中性轴：中性层与横截面的交线7、剪切变形特点受力特点：在构件上作用大小相等、方向相反、相距很近的两个力P 变形特点：在两力见之间的截面上，构件上部对其下部将沿外力作用方向发生错动，在剪断前两力作用线间的小矩形变成了平行四边形8、切应力 剪切强度条件 切应力不超过材料的许用切应力Q 受剪面上的剪力 单位N, A 为受剪切的面积 单位mm2 切应力 单位MPa9、扭转时外力偶矩的计算若已知圆周力P 和轮子半径R ，则外力偶矩R P M ⋅=若已知N(kW)和n(r/min),M T 外力偶矩 即M 单位 N.m 功率N 单 位KW n 转速 单位r/min10、复杂的应力状态[]ττ≤=AQ AQ =τ60/2103n R P v P N ⋅⋅=⋅=⨯πm N n N M .,9550=单臂吊：受到弯曲和压缩的组合作用搅拌桨：受到扭转和拉伸的组合作用传动各轴：受到弯曲和扭应力有上转的组合作用11、主平面：单元体各平面上只作用正应力而没有切应力的平面主应力：作用在主平面上的正应力12、失稳：当细杆受到压力达到某个限度时突然变弯而丧失其工作能力的现象(丧失保持原有直线性状的能力)13、最大切应力理论（第三强度理论）最大切应力гmax是引起材料屈服破坏的因素，即不论在什么样的应力状态下，只要件内一点处的最大切应力гmax达到材料的极限值Гjx ,该点处的材料就会发生屈服破坏15、临界力：杆件所受压力逐渐增加到某个限度时，压杆将由稳定状态转化为不稳定状态，这个压力的限度就称为临界力（Pcr）。