化工设备总结

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Hefei University

《化工机械与设备》过程考核之一——系列综合报告

系别:化学材料与工程系

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日期:2013-06-04

通过这门课程的学习使我知道了直杆拉伸与压缩、直梁弯曲、圆轴扭转、剪切等工程力学的基本知识;化工设备常用材料的性能、分类、牌号及选用;中、低压化工容器的强度设计方法,容器零部件的结构、设计计算和标准选用;塔器、管壳式换热器及搅拌反应釜等典型化工设备的结构设计和机械设计方法等。让我更加扎实的掌握了有关化工设备方面的知识。在学习过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的学习最终还是解决了问题。实践出真知,在学习过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获取。在学习过程中遇到的很多问题,最后在老师的指导下,终于游逆而解。

这些都使我明白在今后的学习和社会实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可!

化工设备基础给我很多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门讲道课,一门辩思课,给了我许多道,给了我很多思,给了我莫大的空间。同时,化工设备基础让我感触很深。不仅仅是理论而且还使我对抽象的理论有了具体的认识。

我认为,在这学期的学习中,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在化工设备课程设计上,我学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是

受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后,不管有多苦,我想我们都能变苦为乐,找寻有趣的事情,发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样,我们都可以在学习过后变的更加成熟,能面对更多的事情。

回顾起此课程的学习过程,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

化工设备这门课程,也需要团队的精神,通过合作让我们更加默契。团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

当然其中的体会是不能仅仅以这点点知识能概括的,还包涵了老师的悉心教导和同学们的相互帮助。虽然一门课程已经结束了,但是伴随着这门课程的历练还远没结束。只有在不断地学习之中才能把所学的运用到我们的切身实际当中来。

(完整版)机械控制工程基础习题及答案考试要点

1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析 系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比, c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制,该触点由可逆转的直流 电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出偏差电压e u ,经电压放大器、功率放大器放大成a u 后,作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下,炉温等于某个期望值T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压 r u 。此时,0=-=f r e u u u ,故01==a u u ,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停 留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。这时,炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失),则出现以下的控制过程: 控制的结果是使炉膛温度回升,直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中,加热炉是被控对象,炉温是被控量,给定量是由给定电位器设定的电压r u (表征炉温的希望值)。系统方框图见图解1-3。

1-5采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如题1-5图所示。其工作原理是:当蒸汽机带动负载转动的同时,通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动,套筒内装有平衡弹簧,套筒上下滑动时可拨动杠杆,杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行时,飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡,套筒保持某个高度,使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速ω下降,则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动,并通过杠杆增大供汽阀门的开度,从而使蒸汽机的转速回升。同理,如果由于负载减小使蒸汽机的转速ω增加,则飞锤因离心力增加而使套筒上滑,并通过杠杆减小供汽阀门的开度,迫使蒸汽机转速回落。这样,离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响,使蒸汽机的转速ω保持在某个期望值附近。 指出系统中的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统 解在本系统中,蒸汽机是被控对象,蒸汽机的转速ω是被控量,给定量是设定的蒸汽机希望转速。离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量,经杠杆传调节供汽阀门,控制蒸汽机的转速,从而构成闭环控制系统。 系统方框图如图解1-5所示。

化工设备机械基础综述

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。

《机械控制工程基础》期末考试试卷附答案

《机械控制工程基础》期末考试试卷附答案 一、填空题(共7空,每空5分,共3 5分) 1、某系统传递函数为21s ,在输入t t r 3sin 2)( 作用下,输出稳态分量的幅值为 。 2、谐波输入下,系统的 响应称为频率响应。 3、已知某系统开环传递函数的零点都在左半S 平面,其开环频率特性曲线如图1.5所示,则该系统位于右半S 平面的极点数有 个。 4、控制系统的基本要求主要有: , , 。 5、Nyquist 图上以原点为圆心的单位圆对应于Bode 图上 的 线。 二、选择题( 共10小题,每小题4分,共40分 ) 1、关于反馈的说法,正确的是( ) A .反馈实质上就是信号的并联 B .反馈都是人为加入的 C .正反馈就是输入信号与反馈相加 D .反馈就是输出以不同方式作用于系统 2、关于系统模型的说法,正确的是( ) A .每个系统只有一种数据模型 B .动态模型在一定条件下可简化为静态模型 C .动态模型比静态模型好 D .静态模型比动态模型好 3、某环节的传递函数为s 1,则该环节为( ) A. 惯性环节 B. 积分环节 C .微分环节 D .比例环节 4、系统的传递函数( ) A .与外界无关 B .反映了系统、输出、输入三者之间的关系 C .完全反映了系统的动态特性 D. 与系统的初始状态有关 5、二阶欠阻尼系统的上升时间为( ) A .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的98%的时间 B .阶跃响应曲线达到稳定值的时间 C .阶跃响应曲线第一次达到稳定值的时间 D .阶跃响应曲线达到稳定值的98%的时间 6、关于线性系统时间响应,说法正确的是( ) A .时间响应就是系统输出的稳态值 B .由单位阶跃响应和单位脉冲响应组成

2机械控制工程基础第二章答案

习 题 2.1 什么是线性系统其最重要的特性是什么下列用微分方程表示的系统中,x o 表示系统输出,x i 表示系统输入,哪些是线性系统 (1) x x x x x i o o o o 222=++&&& (2) x tx x x i o o o 222=++&&& (3) x x x x i o 222o o =++&&& (4) x tx x x x i o o o 222o =++&&& 解: 凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。线性系统的一个最重要特性就是它满足叠加原理。该题中(2)和(3)是线性系统。 2.2 图(题2.2)中三同分别表示了三个机械系统。求出它们各自的微分方程,图中x i 表示输入位移,x o 表示输出位移,假设输出端无负载效应。 图(题2.2) 解: (1)对图(a)所示系统,由牛顿定律有 即 x c x c c x m i &&&&1 2 1 o o )(=++ (2)对图(b)所示系统,引入一中间变量x,并由牛顿定律有 消除中间变量有 (3)对图(c)所示系统,由牛顿定律有 即 x k x c x k k x c i i o o 1 2 1 )(+=++&& 2.3求出图(题2.3)所示电系统的微分方程。 图(题2.3) 解:(1)对图(a)所示系统,设i 1为流过R 1的电流,i 为总电流,则有 消除中间变量,并化简有

u R C u C C R R u R C u R C u C C R R u R C i i i o o o 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 1)()1(1+++=-+ ++&&&&&&& (2)对图(b)所示系统,设i 为电流,则有 消除中间变量,并化简有 2.4 求图(题2.4)所示机械系统的微分方程。图中M 为输入转矩,C m 为圆周阻尼,J 为转动惯量。 解:设系统输入为M (即),输 出θ(即),分别对圆盘和质块进行动力学分析,列写动力学方程如下: 消除中间变量 x ,即可得到系统动力学方程 KM M c M m C R c k KJ c C km R cJ mC mJ m m m ++=++-++++&&&&&&&&&θ θθθ)(2 2 )()() 4(2.5 输出y(t)与输入x(t)的关系为y(t)= 2x(t)+0.5x 3(t)。 (1)求当工作点为x o =0,x o =1,x o =2时相应的稳态时输出值; (2)在这些工作点处作小偏差线性化模型,并以对工作的偏差来定

2机械控制工程基础第二章答案

习 题 2.1 什么是线性系统?其最重要的特性是什么?下列用微分方程表示的系统中,x o 表示系统输出,x i 表示系统输入,哪些是线性系统? (1) x x x x x i o o o o 222=++ (2) x tx x x i o o o 222=++ (3) x x x x i o 222o o =++ (4) x tx x x x i o o o 222o =++ 解: 凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。线性系统的一个最重要特性就是它满足叠加原理。该题中(2)和(3)是线性系统。 2.2 图(题2.2)中三同分别表示了三个机械系统。求出它们各自的微分方程,图中x i 表示输入位移,x o 表示输出位移,假设输出端无负载效应。 图(题2.2) 解: (1)对图(a)所示系统,由牛顿定律有

x m x c x x c i o o 2 o 1 )(=-- 即 x c x c c x m i 1 2 1 o o )(=++ (2)对图(b)所示系统,引入一中间变量x,并由牛顿定律有 )1()()(1 x x c k x x o i -=- )2()(2 x k x x c o o =- 消除中间变量有 x ck x k k x k k c i o 1 2 1 o 2 1 )(=-- (3)对图(c)所示系统,由牛顿定律有 x k x x k x x c o o i o i 2 1 )()(=-+- 即 x k x c x k k x c i i o o 1 2 1 )(+=++ 2.3求出图(题2.3)所示电系统的微分方程。 图(题2.3) 解:(1)对图(a)所示系统,设i 1为流过R 1的电流,i 为总电流,则有 ?+=idt C i R u o 12 2 i R u u o i 1 1=-

化工设备机械基础

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全力满足教学需求,真实规划教学环节 最新全面教学资源,打造完美教学模式 第一篇: 化工设备材料 第一章化工设备材料及其选择 2.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的 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.泊松比(μ):拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材,μ=0.3 。 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等完全脱氧脱氧,是脱氧完全的钢。把FeO 中的氧还原出来,生成SiO2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.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CO 气体,造成沸腾现象。沸腾钢 锭中没有缩孔,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。 3.半镇静钢:介于镇静钢和沸腾钢之间,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。 4.低碳钢:含碳量低于0.25%的碳素钢。 5.低合金钢:一般合金元素总含量小于5%的合金钢。 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2%的铁碳合金。 8.铁素体:碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。 9.奥氏体:碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。 10.马氏体:钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来,得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。C组: 1.热处理:钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式,以改变其组织、满足所需要的 物理,化学与机械性能,这样的加工工艺称为热处理。 2.正火:将加热到临界点以上的一定温度,保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷

机械控制工程基础_习题集含答案

《机械控制工程基础》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 所有 习题 【说明】:本课程《机械控制工程基础》(编号为09010)共有单选题,计算题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题]等试题类型未进入。 一、单选题 1. t e 2-的拉氏变换为( )。 A. s 21; B. 15 .0+s ; C. 21+s ; D. 2 1s e 2- 2. )(t f 的拉氏变换为) 2(6 ][+= s s s F ,则)(t f 为( )。 A. t e 23-; B. t e 21--; C. )1(32t e --; D. t e 26- 3. 脉冲函数的拉氏变换为( )。 A. 0 ; B. ∞; C. 常数; D. 变量 4. ()t t f δ5)(=,则=)]([t f L ( )。 A. 5 ; B. 1 ; C. 0 ; D. s 5 5. 已知) 52)(2(3 3)(22+++++=s s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( )。 A. ∞ ; B. 0 ; C. 0.6 ; D. 0.3

6. 已知) 45(3 2)(22++++=s s s s s s F ,其原函数的终值=∞→t t f )(( )。 A. 0 ; B. ∞ ; C. 0.75 ; D. 3 7. 已知s n e s a s F τ-= 2 )(其反变换f (t)为( )。 A. )(ττa t n a -?; B. )(τn t a -?; C. τn te a -?; D. )(1 τn t a -? 8. 已知) 1(1 )(+= s s s F ,其反变换f (t)为( )。 A. t e -1; B. t e -+1; C. t e --1; D. 1--t e 9. 已知t e t f t 2sin )(-=的拉氏变换为( )。 A. s e s 224 2-+ ; B. 4)4(22++s ; C. 4)1(2 ++s s ; D. s e s s 22 4 -+ 10. 图示函数的拉氏变换为( )。 a 0 τ t A. )1(12s e s a ττ--; B. )1(12s e s a ττ--; C. )1(1s e s a ττ--;D. )1(12 s e s a ττ- 11. 若)(∞f =0,则][s F 可能是以下( )。 A. 91-s ; B. 9 2+s s ; C. 91+s ; D. 9 1 2+s 12. 开环与闭环结合在一起的系统称为( )。 A.复合控制系统; B.开式控制系统; C.闭和控制系统; D.正反馈控制系统

机械控制工程基础期末试卷_2

一. 填空题(每小题2.5分,共25分) 1. 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 快速性 和 准确性 。 2. 按系统有无反馈,通常可将控制系统分为 开环系统 和 闭环系统 。 3. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 微分方程 、 传递函数 等。 4. 误差响应 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度,它用来衡量系统 控制精度的程度。 5. 一阶系统 1 1 Ts +的单位阶跃响应的表达是 。 6. 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 频域性能指标 。 7. 频率响应是线性定常系统对 谐波 输入的稳态响应。 8. 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数,而且与 的类型有关。 9. 脉冲信号可以用来反映系统的 。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 。 二. 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统(10分) 炉温控制系统 图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成,且画出原理方框图,说明其工作原理。 三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程, 并求该电路的传递函数(10分) 图2 四、求拉氏变换与反变换 (10分) 1. 求[0.5]t te -l (5分) 2. 求1 3[ ](1)(2) s s s -++l (5分) R u 0 u i L C u 0u i (a) (b) (c)

五、化简图3所示的框图,并求出闭环传递函数(10分) 图3 六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。图4(a)中)(t x o 是输出位移。当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号),记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4(b )所示。试求: 1)该系统的微分方程数学模型和传递函数;(5分) 2)该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ;(2分) 3)该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ;(3分) 4)时间响应性能指标:上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e (5分)。 1.0 x 0 图4(a) 机械系统 图4(b )响应曲线 图4 七、已知某系统是单位负反馈系统,其开环传递函数1 510 += s G k ,则该系统在单位脉冲、单位阶跃和单位恒速信号(斜坡信号)作用下的稳态误差ss e 分别是多少?(10分)

机械控制工程基础复习题及复习资料

机械控制工程基础复习题1 1、 选择填空(30分,每小题2分) (下列各题均给出数个答案,但只有一个是正确的,请将正确答案的序号写在空白 处) 1.1在下列典型环节中,属于振荡环节的是 。 (A) 101.010)(2++= s s s G (B) 1 01.01)(2 ++=s s s G (C) 101 )(+=s s G 1.2系统的传递函数定义为在零初始条件下输出量的Laplace 变换与输入量的Laplace 变换之比,其表达式 。 (A )与输入量和输出量二者有关 (B )不仅与输入量和输出量二者有关,还与系统的结构和参数有关 (C )只与系统的结构和参数有关,与输入量和输出量二者无关 1.3系统峰值时间p t 满足 。 (A ) 0)(=p p o dt t dx (B ))()(∞=o p o x t x (C ))()()(∞??≤∞-o o p o x x t x 其中,)(t x o 为系统的单位阶跃响应。 1.4开环传递函数为G (s )的单位反馈系统的静态速度误差系数的计算式为 。 (A) )(lim 0 s G K s v →= (B) )(lim 2 s G s K s v →= (C) )(lim 0 s sG K s v →= 1.5最大百分比超调量(%)p M 的定义式为 。 (A ))()(max (%)∞-=o o p x t x M (B) %100) () ()(max (%)∞∞-= o o o p x x t x M (C )) () (max (%)t x t x M i o p = 其中,)(t x i 为系统的输入量,)(t x o 为系统的单位阶跃响应,)(max t x o 为)(t x o 的最大值。 1.6给同一系统分别输入)sin()(11t R t x i ω=和)sin()(2t R t x r i ω=这两种信号(其中, r ω是系统的谐振频率,1ω是系统正常工作频率范围内的任一频率),设它们对应的稳态输出分别为)sin()(1111?ω+=t C t x o 和)sin()(222?ω+=t C t x r o ,则 成立。 (A )21C C > (B )12C C > (C )21C C = 1.7 若一单位反馈系统的开环传递函数为) ()(1220 a s a s a s G += , 则由系统稳定的必 要条件可知, 。 (A )系统稳定的充分必要条件是常数210,,a a a 均大于0

《化工设备机械基础》习题解答

《化工设备机械基础》习题解答 第一篇: 化工设备材料 第一章化工设备材料及其选择 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的作用下 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。对于钢材,μ=0.3 。 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等完全脱氧脱氧,是脱氧完全的钢。把FeO中的 氧还原出来,生成SiO2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.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CO 气体,造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有缩孔, 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。 3.半镇静钢:介于镇静钢和沸腾钢之间,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。 4.低碳钢:含碳量低于0.25%的碳素钢。 5.低合金钢:一般合金元素总含量小于5%的合金钢。 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2%的铁碳合金。 8.铁素体:碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。 9.奥氏体:碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。 10.马氏体:钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来,得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。 C. 1.热处理:钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式,以改变其组织、满足所需要的物理,化 学与机械性能,这样的加工工艺称为热处理。 2.正火:将加热到临界点以上的一定温度,保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来, 冷却速度比退火快,因而晶粒细化。

机械控制工程基础

机械控制工程基础(专升本) 多选题 1. 微分环节的特点和作用是_______.(5分) (A) 输出提前于输入 (B) 干扰噪声放大 (C) 高通滤波 (D) 作为反馈环节,可改善系统的稳定性 (E) 作为校正环节,使系统的剪切频率增大 标准答案是:A,B,C,D,E 2. 闭环控制系统必不可少的环节有_______.(5分) (A) 输入输出 (B) 被控对象 (C) 测量环节 (D) 校正环节 (E) 比较环节 标准答案是:A,B,C,D,E 3. 若系统的传递函数为G(s)=10(s+5)/[s2(s+2)(s2+0.2s+100)],则其特性是_______.(5分) (A) 其奈奎斯特曲线在频率趋于零时的起点处,应平行于负实轴 (B) 其奈奎斯特曲线在频率趋于无穷大的终点处,应平行于正实轴,并进入坐标原点 (C) 其Bode图的转折频率依次为2,3.14,10,50 (D) 其Bode图的幅频特性的斜率依次为[-40],[-60],[-100],[-80]dB/Dec (E) 系统的增益为5/2 标准答案是:A,B,C,D 4. 工程实际中常用的典型测试信号有________.(5分) (A) 脉冲信号 (B) 阶跃信号 (C) 斜坡信号 (D) 抛物线信号 (E) 正弦信号 标准答案是:A,B,C,D,E 5. PID调节器与无源器件的相位滞后-超前校正器在原理上的区别有_______.(5分) (A) PID调节器在低频段的斜率为-20dB/Dec,相位滞后-超前校正器的低频段斜率为0dB/Dec (B) PID 调节器的高频段的斜率为+20dB/Dec,相位滞后-超前校正器的高频段斜率为0dB/Dec (C) PID调节器对高频噪声敏感,无源器件的相位滞后超前校正器则不放大高频噪声 (D) PID调节器构成带阻滤波器 (E) PID调节器是带通滤波器 标准答案是:A,B,C 6. 单位负反馈系统的闭环传递函数为G(s)=9(0.2s+1)(0.5s+1)/[s2(0.1s+1)],则系统特性为_______.(5分) (A) 它是II型系统 (B) 闭环系统包含的典型环节有六个 (C) 闭环系统跟踪斜坡信号的稳态误差为零 (D) 闭环系统跟踪阶跃信号的稳态误差为零 1

机械控制工程基础总结

机械控制工程基础总结 机械工程控制论的基本含义 机械控制工程是研究控制论在机械工程中应用的科学。它是一门跨控制论和机械工程的边缘学科。随着工业生产和科学技术的不断向前发展,机械工程控制论这门新兴学科越来越为人们所重视。原因是它不仅能满足今天自动化技术高度发展的需要,同时也与信息科学和系统科学紧密相关,更重要的是它提供了辩证的系统分析方法,即不但从局部,而且从整体上认识和分析机械系统,改进和完善机械系统,以满足科技发展和工业生产的实际需要。 机械工程控制论的研究对象与任务 机械工程控制论的研究对象是机械工程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲,机械工程控制论是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系,也就是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下,从系统的一定初始条件出发,所经历由内部的固有特性所决定的整个动态历程。例如,在机床数控技术中,调整到一定状态的数控机床就是系统,数控指令就是输入,数控机床的加工运动就是输出。这里系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成且有一定运动规律的一个有机整体。输入是外界对系统的作用,输出是系统对外界的作用。通常机械工程控制论简称为机械控制工程,其所研究的系统可大可小、可繁可简,完全由研究的需要而定,因而称之为广义系统。由此可见,就系统及其输入、输出三者之间的动态关系而言,机械工程控制论的任务 主要研究解决以下几个方面的问题: 1.当系统已定,输入已知时,求出系统的输出(响应),并通过输出来研究系统本身的有关问题,称系统分析。2.当系统已定,系统的输出也已给定时,要确定系统的输入,使输出尽可能符合给定的最佳要求,称系统的最优控制。3.当输入和输出均已知时,求系统的结构与参数,即建立系统的数学模型,称系统辨识或系统识别。4.当系统已定输出已知时,要识别输入或输入中的有关信息,称滤波与预测反馈及反馈控制 反馈及反馈控制 控制论的核心内容是:通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。控制论把一切能表达一定含义的信号、符号、密码和消息等统称为信息。所谓信息传递,是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递,亦称转换。例如,对于机床加工工艺系统,要研究机床的加工精度问题,可将工件尺寸作为信息,通过工艺过程的转换,对加工前后工件尺寸的分布情况,运用信息处理的理论和方法来

化工设备机械基础复习要点

化工设备机械基础复习要点 第六章 1、910o C以下为具有体心立方晶格结构的α-铁,910o C以上为具有面心立方晶格结构的γ-铁。 2、碳溶解到α-铁中形成的固溶体叫铁素体,碳溶解到γ-铁中形成的固溶体叫奥氏体,钢的组织中只有铁素体,没有奥氏体。铁素体和奥氏体均具有良好的塑性。 钢分为碳素钢、低合金钢、高合金钢。 3、退火是将零件放在炉中,缓慢加热至某一温度,经一定时间保温后,随炉或埋入沙中缓慢冷却。正火只是在冷却速度上与退货不同,退火是随炉缓冷而正火是在空气中冷却。经过正火的零件,有比退火更高的强度和硬度。 淬火的目的是为了获得马氏体以提高工件的硬度和耐磨性,淬火要求很高的冷却速度。回火就是把淬火后的钢件重新加热至一定温度,经保温烧透后进行冷却的一种热处理操作。低温回火:加热温度为150—250o C;中温回火:加热温度为350—450o C;高温回火:加热温度为500—650o C。 4、碳钢分为低碳钢,中碳钢,高碳钢三种。低碳钢:含碳量小于0.3%,是钢中强度较低,塑性最好的一类。冷冲压及焊接性能均好,是用于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件。中碳钢:含碳量在0.3%—0.6%之间,钢的强度和塑性适中,可通过适当的热处理获得优良的综合力学性能,适用制作轴、齿轮、高压设备顶盖等重要零件。

高碳钢:含碳量在0.6%以上,钢的强度及硬度均高,塑性较差,用来制造弹簧,钢丝绳等。 5、Q245R R指“容”,容器专用 20G G指“锅”,锅炉专用 6、高合金钢号表示:①不锈钢(Cr含量高时为铁素体Cr1,含量低是为马氏体 1Cr13 2Cr13 Cr17Ni2)Cr17:铬含量为17% ②耐热钢 7、单轧钢板的公称厚度为3—400mm,公称宽度为600—4800mm,公称长度为2000—20000mm。B类钢板的负偏差为-0.3mm。 8、无缝钢管做筒体公称直径为筒体的外径,板卷制钢管的公称直径为筒体内径,筒体和封头的公称直径为内径。 9、HT:灰铸铁 RuT:蠕墨铸铁 QT:球墨铸铁 KT:可锻铸铁 BT: 白口铸 HT150 150---用单铸试棒作出的最低抗拉强度为150MPa。 QT350-22L:22指有室温-22℃下的冲击性能要求。 QT500-7 500—抗拉强度R m/MPa 7—最小伸长率7/%(min) 钢和铸铁的分界线碳含量>2.11%为铸铁<2.11%为钢 第七章应力分类:单向应力状态、二向应力状态、三向应力状态10、容器:化工设备虽然尺寸大小不一,形状结构不同,内部构件多种多样,但是它们都有一个外壳,这个外壳就叫容器。容器是化工生产所用各种设备外部壳体的总称。容器一般由筒体、封头、法兰、支座、接管及人孔(手孔)等原件构成。 11、内压圆筒中的拉伸应力环向拉伸应力(环向薄膜应力)δθ=(其中Di为中径,δ为厚度。)经向拉伸应力(经向薄膜应力)δm=

机械控制工程基础课后答案(廉自生)

2-1什么是线性系统?其最重要特性是什么? 答:如果系统的数学模型是线性的,这种系统就叫做线性系统。线性系统最重要的特性,是适用于叠加原理。叠加原理说明,两个不同的作用函数(输入),同时作用于系统所产生 的响应(输出),等于两个作用函数单独作用的响应之和因此,线性系统对几个输入 量同时作用而产生的响应,可以一个一个地处理,然后对它们的响应结果进行叠加。 2-2 分别求出图(题2-2)所示各系统的微分方程。 ) () (t f t y k m (a ) ) (t y ) (t f 2 1 k k m (b ) c c 1 2 m x x i o (c ) 1k 2 k o i x x c (d ) 1 k 2k x i x o c (e ) 解:)(a )()()(t f t ky t y m =+ )(b )()()()(21t f t y k k t y m =++ ? ???+=-02010))((x c x m c x x c i 2 12110)()()() (K K s K K c cs K s X s X d i ++= 02010)())((x K c x x K x x e i i =-+-? ? 2-3 求图(题2-3)所示的传递函数,并写出两系统的无阻尼固有频率n ω及阻尼比ξ的表达式。 x i x o c k m (a ) C u u o i L R (b )

解:图)(a 有:m k s m c s m k s G ++= 2)( m k n =ω mk C 2=ξ 图)(b 有:??? ???? =++=??idt C V idt C R L V i i i 110 ∴ LC s L R s LC s G 11 )(2+ += LC n 1=ω L C R 2=ξ 2-4 求图(题2-4)所示机械系统的传递函数。图中M 为输入转矩,m C 为圆周阻尼,J 为转动惯量。(应注意消去θ θ ,及θ ) x m k R c M m ,C J 题2-4 解:由已知可知输入量M 与输出量θ之间的关系为: M k C J m =++θθθ 经拉氏变换后为:)()()(2 s M k s s C s Js m =++θθθ ∴ 2 2 2 222/11)() ()(n n n m m s J k s J C s J k s C Js s M s s G ωξωωθ++=++=++== 其中,J k n = ω Jk C m 2=ξ 2-5 已知滑阀节流口流量方程式为)/2(v ρωp x c Q =,式中,Q 为通过节流阀流口的流量;p 为节流阀流口的前后油压差;v x 为节流阀的位移量;c 为流量系数;ω为节流口

化工设备机械基础习题解答

化工设备机械基础习题 解答 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 A组 B组:

第二章 容器设计的基本知识 一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围 第三章 内压薄壁容器的应力分析 四、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力 σσ θ 和m 。 MP S PD m 6384100824=??==σ S P R R m = +2 1 σσ θ

MP S PD 634== σ θ 2. 圆锥壳上之A 点和B 点,已知:p=,D=1010mm ,S=10mm ,a=30o 。 α cos 2,:21D A R R = ∞=点 MP S PD m 58.14866.010410105.0cos 4=???==ασ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 16.29866 .01021010 5.0cos 2=???== ασ θ 0,:21=∞=R R B 点 0==σ σθ m 3. 椭球壳上之A ,B ,C 点,已知:p=1Mpa ,a=1010mm ,b=505mm ,S=20mm 。B 点处坐标x=600mm 。 25051010==b a 标准椭圆形封头 b b b y x A a R a R 2 2 21,:),0== ==点( MP S Pa m 5.5020 10101=?== =θσσ MPa sb P B b a x a m 3.43)(2 2 2 2 4 =--= σ点: MPa b a x a a sb P b a x a 7.27)(2)(2 222442 22 4 =????? ?-----= θσ :)0,(==y a x C 点 MPa S Pa m 25.25202101012=??== σ MPa S Pa 5.5020 10101-=?-=-=σ θ 五、 工程应用题

3机械控制工程基础复习题及参考答案

一、单项选择题: 1. 某二阶系统阻尼比为0,则系统阶跃响应为 D A. 发散振荡 B. 单调衰减 C. 衰减振荡 D. 等幅振荡 2.一阶系统G(s)=1 +Ts K 的时间常数T 越小,则系统的输出响应达到稳态值的时间 B A .越长 B .越短 C .不变 D .不定 3. 传递函数反映了系统的动态性能,它与下列哪项因素有关? C A.输入信号 B.初始条件 C.系统的结构参数 D.输入信号和初始条件 4.惯性环节的相频特性)(ωθ,当∞→ω时,其相位移)(∞θ为 C A .-270° B .-180° C .-90° D .0° 5.设积分环节的传递函数为G(s)= s 1 ,则其频率特性幅值M(ω)= C A. ωK B.2K ω C.ω1 D.21ω 6. 有一线性系统,其输入分别为u 1(t)和u 2(t)时,输出分别为y 1(t)和y 2(t)。当输入为a 1u 1(t)+a 2u 2(t)时(a 1,a 2为常数),输出应为 B A.a 1y 1(t)+y 2(t) B.a 1y 1(t)+a 2y 2(t) C.a 1y 1(t)-a 2y 2(t) D.y 1(t)+a 2y 2(t) 7.拉氏变换将时间函数变换成 D A .正弦函数 B .单位阶跃函数 C .单位脉冲函数 D .复变函数 8.二阶系统当0<ζ<1时,如果减小ζ,则输出响应的最大超调量%σ将 A A.增加 B.减小 C.不变 D.不定 9.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下 D A .系统输出信号与输入信号之比 B .系统输入信号与输出信号之比 C .系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D .系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比 10.余弦函数cos t ω的拉氏变换是 C A.ω+s 1 B.2 2s ω+ω C.22s s ω+ D. 2 2s 1ω+ 11. 微分环节的频率特性相位移θ(ω)= A A. 90° B. -90° C. 0° D. -180°

机械控制工程基础复习重点总结

◎闭环控制系统主要由给定环节、比较环节、运算放大环节、执行环节、被控对象、检测环节(反馈环节)组成 ◎开环控制反馈及其类型:内反馈、外反馈、正反馈、负反馈。 ◎1、从数学角度来看,拉氏变换方法是求解常系数线性微分方程的工具。可以分别将“微分”与“积分”运算转换成“乘法”和“除法”运算,即把微分、积分方程转换为代数方程。对于指数函数、超越函数以及某些非周期性的具有不连续点的函数,用古典方法求解比较烦琐,经拉氏变换可转换为简单的初等函数,就很简便。 2、当求解控制系统输入输出微分方程时,求解的过程得到简化,可以同时获得控制系统的瞬态分量和稳态分量。 3、拉氏变换可把时域中的两个函数的卷积运算转换为复频域中两函数的乘法运算。在此基础上,建立了控制系统传递函数的概念,这一重要概念的应用为研究控制系统的传输问题提供了许多方便。 ◎描述系统的输入输出变量以及系统内部各变量之间的数学表达式 称为系统的数学模型,各变量间的关系通常用微分方程等数学表达式来描述。 ◎建立控制系统数学模型的方法主要有分析法(解析法)、实验法 ◎建立微分方程的基本步骤:1、确定系统或各元件的输入输出,找出各物理量之间的关系 2、按照信号在系统中的传递顺序,从系统输入端开始列出动态微分方程 3、按照系统的工作条件,忽略次要元素,对微分方程进行简化 4、消除中间变量 5整理微分方程,降幂排序,标准化。 ◎传递函数具有以下特点:1、传递函数分母的阶次与各项系数只取决于系统本身的固有特性,而与外界输入无关。 2、当系统在初始状态为0时,对于给定的输入,系统输出的拉氏逆变换完全取决于系统的传递函数。 x0(t)=L^-1[X0(s)]=L^-1[G(s)Xi(s)] 3、传递函数分母中s 的阶次n 不小于分子中s 的阶次m ,即n ≥m 。这是由于实际系统或元件总是具有惯性的 ◎方框图的结构要素:1、传递函数方框。2、相加点。3、分支点。 ◎时间响应及其组成:瞬态响应:系统在某一输入信号作用下,其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程,也称动态响应,反映了控制系统的稳定性和快速性。 稳态响应:当某一信号输入时,系统在时间t 趋于无穷时的输出状态,也称静态响应,反映了系统的准确性。 ◎二阶系统的微分方程和传递函数: ◎系统稳态误差0lim (s)H(s)p s K G →=0 lim (s)H(s)v s K sG →=2 0lim (s)H(s)a s K s G →= ◎二阶系统响应的性能指标:1、上升时间r t ,响应曲线从原始工作状态出发,第一次达到稳态值所需要的时间定义为上升时间。对于过阻尼系统,上升时间定义为响应曲线从稳态值得10%上升到90%所需要的时间。2、峰值时间p t ,响应曲线达到第一个峰值所需要 的时间定义为峰值时间。3、最大超调量p M ,超调量是描述系统 相对稳定性的一个动态指标。一般用下式定义系统的最大超调量。 4、调整时间 s t 。5、振荡次数N ,在调整时间s t 内,0(t)x 穿越其稳定值0()x ∞次数的一半定义为振荡次数。(振荡次数与n ω无关,ξ 越大N 越小) ◎由此可见,系续稳定的充分必要条件是:系统特征方程的根全部具有负实部。系统的特征根就是系统闭环传递函数的极点,因此,系统稳定的充分必要条件还可以表述为系统闭环传递函数的极点全部位于[S ]平面的左半平面 线性定常系统对正弦输入的稳态响应被称为频率响应,该响应的频率与输入信号的频率相同,幅值和相位相对于输入信号随频率w 的变化而变化,反映这种变化特性的表达式0()i X X ω和-arctanTw 称系统的频率特性,它与系统传递函数的关系将G(S)中的S 用jw 歹取代,G(jw)即为系统的频率特性。

化工设备机械基础复习及答案

化工设备机械基础复习 及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

化工设备机械基础复习题 一、填空题 1、强度是指构件_抵抗破坏_的能力。 2、刚度是指构件_抵抗变形_的能力。 3、稳定性是指构件_保持原有_平衡状态的能力。 4、如物体相对于地球静止或作匀速运动,则称物体处于_平衡状态_。 5、物体受外力作用变形时,其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为_内力 6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要_大一些_。 7、在轴向拉伸或压缩时,杆件不但有_纵向_变形,同时_横向_也发生变形。 8、扭转是_杆件_的又种变形方式。 9、τ=Gr称为_剪切_虎克定律。 10、弯曲是工程实际中最常见的一种_基本_变形形式。 11、简支梁是梁的一端为固定铰支座,另一端为_可动_。 12、外伸梁是简支梁的一端或_两端_伸出支座之外。 13、悬臂梁是梁的一端固定,另一端_自由_。 14、最大拉应力理论又称_第一_强度理论。 15、最大伸长线应变理论又称_第二_强度理论。 16、最大剪应力理论又称_第三_强度理论。 17、形状改变比能理论,又称_第四_强度理论。 18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为_交变_应力。 19、硬度是用来_衡量_固体材料软硬程度的力学性能指标。 20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂_韧性_。 21、化工设备的密封性是一个十分_重要_的问题。 22、化工设备的耐久性是根据所要求的_使用_年限来决定。 23、发生边缘弯曲的原因是由于_薄膜_变形不连续。 24、当q/b=_2_时为标准型椭圆形封头。 25、圆柱壳体的环向应力为σθ=PD/2δ 26、球形壳体的环向应力为σθ=PD/4δ 27、δd是圆筒的_设计_厚度。 28、δ是圆筒的_计算_厚度。 29、有效厚度δe=_δ+△_ 30、凸形封头包括半球形封头_椭圆形_封头、碟形封头、球冠形封头四种。 31、碟形封头由以R i为半径的球面,以r为半径的_过度弧_高度为h0的直边三部分组成。 32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较,其_受力_情况较差。 33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的_中间_封头。 34、刚性圆筒,由于它的厚径比δe/D0较大,而长径比L/D0_较小_,所以一般不存在因失稳破坏的问题。 35、加强圈应有_足够_的刚性,通常采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢组成。 36、卧式容器的支座有_鞍座_圈座和支腿三种。

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