化工设备设计基础总结报告
生工学院09级四班
杨世超
090604018
目录
第一章：学习感想 (2)
第二章：课程总结 (3)
Ⅰ、工程力学 (3)
第一节、物体受力分析及平衡条件 (3)
第二节、直杆拉伸与压缩 (3)
第三节、直梁的弯曲 (4)
Ⅱ、化工设备常用材料 (5)
第一节、材料的性能 (5)
第二节、碳钢与铸铁 (5)
第三节、合金钢 (6)
Ⅲ、化工容器设计概述 (7)
一、回转壳的几何特性 (8)
二、内压薄壁容器设计 (8)
三、厚度 (9)
四、许用应力和安全系数 (9)
五、内压薄壁容器强度设计步骤 (9)
六、内压薄壁容器强度校核步骤 (9)
七、压力试验 (9)
第一章：学习感想
现在觉得真的很有幸在大二下学期学习了由张燕老师执教的《化工设备设计基础》这门课程。刚开始学习这门课程的时候，其实只抱着一个能及格就好的心态在学习，并没有花太多的心思。特别是在老师说这门课程期末时是以审核的形式计算成绩的时候，更是心里大呼安逸。因为我想，我学食品的，关化工设备扯不上什么关系。但是我在学习这门课程的过程中，逐渐意识到这门课程不像我想象中的那么简单，给我的收获也出乎我的意外。在学习过程中，我体会到了老师的认真执教和老师耐心的讲课态度。说实话，我真的觉得老师您讲课特别耐心，而且比较会打比方，形象。
但这么课程给我最大的惊喜还是是期末考试的内容：设计制图，PPT，答辩，说明书，设计报告。呵呵，我当时看到这些的时候，弱弱的想：还是考试好啊~
制图的过程是很辛苦的，但我觉得其他的同学都应该有提到，我就没必要再拿这些来烦您了。我要感谢你的是，谢谢你给了我们这次机会，让我们辛苦了一下，我们这些大学生啊，真的是养尊处优，可能对大多数同学来说，看书就算是最累的了。我觉得我是一个懒懒的人，自主性特差，能躲则躲，躲不过才会去抗。所以，很感谢张老师给了我们这次锻炼的机会。不管是制图，还是其他的。都让我学到很多东西。其实我真的希望大学里每一科目都难的要死，但是却不是像高中的题一样的难，而是需要通过多方面的努力和实践才能完成得到学分那种难，让学生从学习中锻炼各种能力，而不是临时抱佛脚，突袭几天就能及格。因为现在的大学生并不是每个人都有很好的自制能力。所以，很谢谢张老师这次的考核，希望您的这种教学模式能继续下去，让更多的学生得到锻炼。
第二章：课程总结
Ⅰ、工程力学
第一节、物体受力分析及平衡条件
1、二力平衡定律：作用于同一物体上的的两个力处于平衡时，这两个力总是大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。
2、力偶于力矩
力偶无合力。在作用面内可以任意移动，但不改变刚体移动效果。
力偶据不变时，力和力臂可任意改变，不改变力偶对刚体的作用。
：力偶的合力偶等于力偶系中各力偶的代数和。
3、物体的受力分析及受力图
一.约束和约束反力：1.柔韧性约束. 2.光滑接触面约束 3. 固定端约束
4、平面系的平衡方程式
第一步：了解题意，简化结构简图。第二步：选取研究对象。第三步：画受力图。第四步：选择坐标轴。第五步:列平衡方程式，求解。第六步：检验。
第二节、直杆拉伸与压缩
5、杆件变形的基本形式：
1.拉伸
2. 压缩
3.弯曲
4.剪切
5.扭弯
6、缩时的内力与应力
一、工程力学中，把构件不受外力作用时的内力看作为零，而把外力作用后，外力引起构件各点相对位置发生变化造成构件内部产生附加力的作用，这个附加力为内力。内力可以是力，也可以是力偶。求内力最常用的方法是截面法。
根据截面的内力方向是远离构件还是面向构件，内力可以分成拉力和压力
二、直杆横截面上的应力
杆件收拉伸时的内力在横截面上市均匀分布的，它的方向与横截面垂直，这些均匀分布的内
σ/A
力的合力为N。如截面面积为A，则作用在单位截面面积上的内力的大小为N
=
7、拉伸与压缩时材料的力学性能
一、低碳钢拉伸与压缩时的力学性能
1.弹性变形阶段及虎克定律。
弹性阶段、屈服段、强化阶段、缩颈阶段及延伸率和截面收缩率
8、低碳钢和铸铁压缩的应力应变图分析
1.作为脆性材料，铸铁在压缩试验时所显示的力学性能的最大特点是抗压强度极限壁抗啦强度极限高出数倍。二低碳钢在静压缩试验中，当应力小于弹性极限或屈服极限时，它所表现的性质与拉伸时相似。
第三节、直梁的弯曲
9、梁的类型：1.简支梁 2 外伸梁 3.悬臂梁
10、 1.面上的内力：剪力于弯矩。2. 弯矩正负号的确定：不论是截面的左侧还是右侧，只要是向上的力均产生正弯矩，而不论看截面在哪一侧，只要是向下的外力均产生负弯矩。11、分布载荷、剪力和弯矩间的关系
1、作用在梁上的载荷分三种：
⑴集中载荷P (N)⑵分布载荷q (N/m)⑶集中力偶T(N/m)
载荷不同，梁各横截面上的剪力和弯矩也不同，因而所得的剪力图和弯矩图也各不相同。2、载荷与剪力、弯矩之间的关系
dQ/dx=q dM/dx=Q d2M/dx2=q
12、在梁纯弯曲时正应力的计算公式中有一重要的物理量—截面惯性矩。截面惯性矩仅与横截面的几何形状和尺寸有关。反映的是横截面的几何性质。
介绍了几种常见的截面惯性矩和抗弯截面模量的计算公式。
1、矩形截面
=bh2/6
J=bh3/12 W
z
2、圆形截面
=πD3/32
J=πD4/64 W
z
3、圆环截面
J=π/64(D4-d4) W
=πD3/32(1-α4)α=d/D
z
13、剪切
剪切的特点：1.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 2. 变形特点，在两立之间的截面上，构件上部对其下不将沿外力作用方向发生错动，在剪断之前，两力作用线见得小矩形变成平行四边形。
Ⅱ、化工设备常用材料
第一节、材料的性能
一、力学性能
1、强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度常用指标：屈服极限σ
s 和强度极限σ
b
此外还有蠕变极限、持久极限、疲劳极限。
2、塑性
①概念：材料在外力作用下产生塑性变形而不产生破坏的能力。（不出现裂纹或断裂）
②指标：a、延伸率（δ）：试件拉断后，总的伸长长度与原始长度比值的百分率。
b、断面收缩率（ψ）：断面缩小的面积与原始截面积比值的百分率。
3、硬度
材料抵抗硬物压入的能力。材料越硬，材料就越耐磨。
指标分为：①布氏硬度（HB）②洛氏硬度（HR）③维氏硬度（IIV）
4、韧性
材料对裂纹及缺口敏感程度的反映。是衡量材料抗裂纹扩展的能力。
指标：
①冲击韧性：抵抗冲击力作用而不致破坏的能力。②断裂韧性：抵抗材料存有微裂纹时而不致破坏的能力。③无塑性转变温度：材料在某一温度区间随温度的降低，其韧性值突然降低，此温度为无塑性转变温度。用于确定材料的最低使用温度。
韧性对压力容器用材料十分重要，是压力容器用钢必检项目。
二、物理性能
三、化学性能
1.耐腐蚀性：金属的化学性能是指材料所处介质中的化学稳定性，即材料是否会与周围介质大声化学或电化学作用而引起腐蚀。金属的化学性能指标主要有耐腐蚀和抗氧化性。
四、加工工艺性能
第二节、碳钢与铸铁
一、概念
碳钢：由95%的铁和4%以下的碳及1%杂质元素所组成的合金。一般含碳量在0.02%~2%的称为刚，大于2%者称为铸铁。
二、刚的热处理
利用加热、保温、冷却等过程，使钢材在固态下发生内部晶体组织的结构变化，从而达到改变钢材性能的工艺。
钢材热处理工艺：退火、正火、淬火、调质、回火、表面淬火、热化学处理。
三、钢、铸铁、生铁的区别
钢：指含碳量 < 2%的铁碳合金。铸铁：含碳量为2.5% ~ 4.0%的铁碳合金。生铁：含碳量 > 4.3%的铁碳合金
第三节、合金钢
2、合金钢
一、合金元素对钢的影响
合金钢：在碳素钢中有意加入一些特定的合金元素以改善钢材的性能。
常加入的合金元素有：Cr、Mn、Ni、Si、Mo、V、Ti、B等。
二、合金钢的分类、牌号、性能和用途
1、分类
①按化学成份分类
低合金钢：合金元素总含量不大于5%
中合金钢：合金元素总含量不大于5~10%
高合金钢：合金元素总含量不大于10%
②按用途分类
普通低合金钢：在普通碳素钢中加入少量合金元素。
合金结构钢：在优质碳素钢中加入适量合金元素。
特殊性能钢：不锈钢及不锈耐酸钢、耐热钢、低温用钢。
2、牌号
②特殊性能钢（耐热、低温、不锈钢）牌号
三、钢材的品种和规格
1、钢板：分冷轧钢板和热轧钢板。
2、无缝钢管：分普通无缝钢管和石油裂化用无缝钢管。
3、型钢：圆、方、扁、角钢、工字钢、槽钢。
4、铸钢和锻钢：主要用于泵壳、阀门、泵叶轮等制造。
四、各类合金钢的性能与用途
1、普通低合金钢
2、锅炉钢（g
3、容器钢（R）
4、不锈耐酸钢
防止晶间腐蚀的方法：
①重新淬火②降低含碳量③在钢中加入Ti，Nb等与C亲和力更大的合金元素，将碳固定。
5、耐热钢：一般这类钢中加入Cr、Al、Si、Mo等合金元素。
常用的有：12CrMo、Cr5Mo、Cr5Ni20、1Cr18Ni9Ti
6、低温用钢
一般要求：①含碳量0.08%~0.18% ②加入Mn，A1，Ti，Nb，V等。
常用的耐热钢：
1、抗氧化钢：直接受火加热但受力不大的零件。
如：Cr13SiAl，Cr25Ti，Cr17Ti，Cr25Ni12等。
2、热强钢：抗蠕变也有一定的抗氧化能力，如炉管，反应器。
如：12CrMo，Cr5Mo，1Cr18Ni9Ti，Cr25Ni20等。
3、金属材料的腐蚀理论和防腐措施
腐蚀是材料由于环境作用引起的破坏或变质。
一、金属材料腐蚀的分类
1、按化学机理分
①化学腐蚀②电化学腐蚀
2、按金属破坏特性分
①全面腐蚀：发生在整个金属表面。②局部腐蚀：发生在金属局部区域。
A、应力腐蚀
B、孔蚀
C、晶间腐蚀
D、氢腐蚀
防治措施：
①降低钢中的含碳量②加入Cr、Mo、Ti、W、V等形成稳定碳化物。
二、金属腐蚀的评价方法
1、根据重量变化
2、根据腐蚀深度
三、金属设备的防腐措施
1、衬复保护层：金属保护层、非金属保护层
2、电化学保护
1）阴极保护2）阳极保护3）添加缓蚀剂
Ⅲ、化工容器设计概述
概述
1、筒身、封头、人孔、支座、接管、液面计等
2、分类
1. 按容器的壁温
2.按承压性质
3.按制造材料
4.按应用情况
5.按管理分类 二、压力容器的设计、制造规范
1、全国压力容器标准化技术委员会《钢制压力容器》GB150
2、国家劳动总局《压力容器安全监察规程》简称《容规》
3、石油部、化工部及一机部制定的《钢制石油化工压力容器设计规定》等 1、内压薄壁容器的应力理论 回转薄壳的薄膜理论
一、回转壳的几何特性
1、薄壁容器：圆筒体的外径与内径的比值 2.10≤i D D
2、回转壳的几何概念
二、内压薄壁容器设计
薄壁容器设计的理论基础
薄壁容器的概念：通常根据容器外径D1于内经D2的比值K 来判断，K>1.2为厚壁容器，反之则为薄壁容器。 薄膜应力的计算公式
薄膜应力只有两向即轴向应力σφ、环向应力σθ σφ=PD/4δ σθ=PD/2δ
内压薄壁圆筒的设计
壁厚设计公式为：[])2(c t
i c p D p -=?σδ
内压球壳的强度计算 内压圆壳的壁厚设计 设计参数的确定 计算内压力与设计温度 计算内压力 设计压力P
一般当容器中装有安全阀或爆破膜时 P=（1.05~1.1）P max
当元件承受的液柱静压力小于5%设计压力时，液柱的静压力可忽略。 设计温度
在相应的设计压力下壳体或元件可能达到的最高或最低温度，与材料的选择及许用应力的选择有关。
设计温度 ≥ 容器操作时的最高温度（+20℃）
设计温度 ≤ 容器操作时的最低温度 二、焊缝系数 φ
对焊接缺陷加以补偿，φ的大小取决于焊缝型式以及无损探伤的检验要求。 注意：
1、如同一容器中有几种焊缝系数，则分别计算，取壁厚最大值作为容器的计算壁厚。
2、若用无缝钢管作为压力容器的筒体时，φ可以取1.0
三、厚度
1、厚度附加量C
⑴C1为板厚负偏差，由钢板的名义厚度确定（反算法） ①当钢板厚度负偏差 ≤ 0.25mm ，且 ≤ 6%δn ，可取C1=0 ②C1也可根据需要限定，此时C1=0.25mm ⑵腐蚀余量C2
四、许用应力和安全系数
许用应力的计算公式： [σ]t =极限应力/安全系数 [σ]t 与设计温度及板厚有关。
五、内压薄壁容器强度设计步骤
1、由工作压力P 及工作温度t 得出设计压力、设计温度及计算压力Pc
2、由操作条件（P 、t ，介质是否腐蚀）确定容器的材料，然后选择[σ]t
，φ，C 3、计算厚度δ
[])2(c t
i c p D p -=?σδ名义厚度：C n +=δδ再向上圆整至标准厚度
六、内压薄壁容器强度校核步骤
有效厚度： 21C C n e --=δδ
容器的强度校核：
判断 ()()[]δ?δδδ≤+=e e i c t
D p 2/
七、压力试验
1、类别：强度试验、致密性试验 试验用介质：液体、气体
2、实验压力：
[][]t
T p p δδ
25.1=
4、压力试验的注意事项
①液压试验温度应低于液体的沸点温度而高于材料的转脆温度。 ②采用洁净水进行水压试验，完毕后用压缩空气将内部吹干。 ③不适合接触液体的容器，应采用气压试验。
5、凸形封头的强度
封头就是容器的端盖。
锥形封头、凸形封头（椭圆形、半球形、碟形）、平盖板封头。 一、椭圆形封头
标准椭圆形封头的长短轴之比为1比2
计算厚度公式：[])5.02(c t
i c p D p ?-=?σδ)
①标准椭圆形封头一般带有直边，以减小边缘应力的影响。 ②δe ≥ 0.15%D i
二、半球形封头(受力最好，制造难度大) 计算厚度公式：δ=P c D i /（4[σ]t
φ-P c ）
三、蝶形封头(应力分布比标准椭圆形封头差一些) 计算厚度公式：δ=MP c R 1/(2[σ]t φ-0.5P c ) 形状系数
标准蝶形封头 R 1=0.9D i r=0.17D i 则 [])5.02(2.1c t
i c p D p ?-=?σδ
第四节、法兰支座开孔附件 法兰的选取
选两个参数：公称直径DN 、公称压力PN 选取步骤
①由设计压力、设计温度、介质特性选取法兰类型及法兰材料。 ②保证管子或设备公称直径与法兰的公称直径相等。
③使所选法兰的公称压力在设计温度下所能承受的最高工作压力 ≥ 设计压 支座的选取 支座的分类：卧式容器支座、立式容器支座 一、卧式容器支座 分为：①鞍座 ②圈座 1、圈座
在容器的外周焊一圈型钢。有加强作用，但不能适应温度变化所引起的热变性的影响。 2、鞍座的结构 分为轻型、重型两种。
轻型（A 型）——适用于重量较轻的设备的支撑。 重型（B 型）——适用于重量较重的设备的支撑。
同一型号的鞍座又分：固定鞍座（F 型）和滑动鞍座（S 型）。 对同一台设备或容器，一般选用两个鞍座，即固定、滑动鞍座各一个。 一、基本概念 1、应力集中现象
由于开孔接管后，壳体的结构连续性破坏，此处在操作压力作用下，会产生比不开孔接管时
基本应力大数倍的应力，这种现象叫应力集中现象。 2、应力集中系数（K ）
指开孔边缘的最大应力值与壳体上不开孔时的最大应力之比。 K=σ实际/σ 式中：
σ——基本应力 对球壳：σ=PR/2δ 对筒体：σ=PR/δ σ实际——开孔或接管处的实际最大应力。 12、开孔补强设计 一、开孔补强设计的原则
1、目的：使孔边的应力峰值降低到某一允许值，并提高器壁的强度。
2、内容
①选用合适的补强结构型式
②选用合适的补强原则（方法）确定有效的补强范围及面积。 3、补强设计原则 ①等面积补强法 ②极限补强法 二、补强结构 有三种结构：
①贴板补强：贴板上有一M10的透气孔，用以检查贴板与壳体焊缝的紧密性。应用条件： a 、钢板的标准抗拉强度下限值 σb ≤ 540MPa b 、补强圈 δn ' ≤ 1.5δn c 、壳体 δn ≤ 38mm ②接管补强
③整体补强三、等面积补强计算方法
1、等面积补强法：补强金属的截面积等于或大于开孔时所挖去的壳体截面积。
2、计算步骤
等面积补强的设计原则： A A A A A ≥+++4321 式中：
A ——开孔接管时挖去的金属截面积。
A 1——接管承受内压或外压设计所需厚度之外的多余金属厚度。 A 2——壳体承受内压或外压设计所需厚度之外的多余金属厚度。 A 3——补强区内焊缝截面积。
若A A A A A ≥+++4321 则开孔不需加补强圈 若A A A A A <+++4321 则开孔需加补强圈 需加补强面积()3214A A A A A ++-≥ 影响密封的主要因素
1、螺栓预紧力
2、温度影响
3、垫圈性能
4、法兰刚度
5、密封面型式和表面性能
6、操作条件等
垫片选择
垫片是法兰密封的必要元件。
使其能承受压力≥设计压力，能承受的温度≥设计温度并考虑介质的腐蚀性。
化工设备基础总复习
《化工设备设计基础》综合复习资料 一、填空题 1. 力的合成与分解法则有和两种。 2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支 承情况可以分为简支梁、和三种。 3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。 4. 两物体之间的机械作用称之为力。力的三要素是、和。 5. 材料破坏的主要形式有和。 6. 平面力偶系平衡的充要条件是。 7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确 定时不可缺少的参数。 8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和 两种方法。 9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。 10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度 的厚度是厚度。 11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。 12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作 了、和。 13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。 14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。 二、判断题 1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。 2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。 3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封， 所以预紧密封比压越大越好。 4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。 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。
化工设备设计大赛说明书
华东理工大学 第一届化工设备计算机辅助概念设计 比赛说明书 设计者： 高一聪（过程0１2) 杜鼎（机设015） 孙英策（机设011) ２0０3年1１月6日
目录 一.设计要求???? (3) 二.设计思路概述?? (3) 三.设计尺寸??? (4) 四.设计建模过程???………………４ 塔体???? (4) 裙座??? (4) 接管??? (6) 法兰??? (6) 人孔??? (6) 吊柱????………………７ 操作平台??? (7) 梯子??? (8) 五.椭圆形封头钣金展开???………………９ 六.心得体会????? (13) 七.参考书目???………………１4
一.设计要求 1塔设备三维造型 2设计平台、扶梯、并与塔组装。 ａ除了图中已注尺寸,其余部分形状大小由设计而定。 b塔筒体内零件忽略不作,只作塔设备外形。 c接管、人孔、支座等方位由设计而定。 d平台与扶手形状、大小自行设计。 e支座数量为4个。 f 支座与法兰大小应由有关系列标准而定。 3画出塔设备椭圆封头的展开图。展开方法合理，所用材料最省。 二．设计思路概述 塔设备是化工,炼油生产中最重要的设备之一。它主要分为板式塔和填料塔两大类。我们设计的塔设备就是以板式塔为模板的。我们通过查看实物图片,查阅相关塔设备资料和设计标准手册研究除了一套较合理的方案。我们的设计主要分为以下几部分: １、塔体：塔设备的外壳。它由等直径、等厚度的圆筒和作为头盖和低盖的椭圆形封头组成。 2、塔体支座：塔体安放在基础上的连接部分。它用以确定塔体的位置。本题中塔 设备采用的是最常用的支座形式——裙座。 3、除沫器：用于捕集夹带在气流中的液滴。对于回收物料，减少污染非常重要。 4、接管：用以连接工艺管道,把塔设备与其他设备连成系统。安用途可分为进液 管、除液管、进气管、出气管等。 5、人孔：为安装、检修、检查的需要而设置的。
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。
《化工设备设计基础》综合复习资料
1．外压容器容器内外的压力差小于零叫外压容器。 2．边缘应力由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10 分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器对内压容器当其设计压力为0.1MPa P 1.6MPa 时为低压容器。6．等面积补强法在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准压力等级就是公称压力。 9．计算压力在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10. 20R 20表示含碳量为0.2%, R表示容器用钢。 1 1 ．设计压力设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12.强制式密封完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13 .强度构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。 14. 临界压力导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15. 主应力在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力, 这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 二、判断是非题（正确的划"，错误划X） 1. 内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。（X） 2. 设计压力为4MPa的容器为高压容器。（X） 3. 容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。（X） 4. 受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。（"） 5. 一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。（X） 6. 在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（V） 7. 压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（"） 8. 边缘应力具有自限性和局限性。（"） 9. 当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（X） 1 0 .容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（X） 11. 压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来（"） 12. 法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。（X） 13?当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（X） 14. 塔的最大质量出现在其水压试验时（"） 15. 塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。（X） 16. 从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。（X）
程序设计基础课程设计报告 内容样例
第一章目的与要求 书上有。 第二章需求分析 软件设计的一个重要的环节就是需求分析。本章在对ATM取款机管理系统的应用情况作了全面调查的基础上，确定系统目标，并对系统所需要的基础功能进行分析，从而确定用户的需求。以下是ATM取款机管理系统所需要的需求分析。 ATM管理系统包括六个模块：登录，挂失功能，修改密码，取款功能，转账功能，查询功能。 ①登录： 输入银行卡的账号，密码，验证银行卡的卡号，密码是否正确，之后进入主界面 ②挂失功能： 确认是否对银行卡进行挂失，挂失后账户无法操作 ③修改密码： 用户可自由对其银行卡密码进行修改，修改之后的新密码将会覆盖其原密码 ④取款功能： 用户可自由取得所持银行卡内的存款，所取款数必须在其原有账户余额之内 ⑤转账功能： 用户可将本账户中的存款转入其他账户，转账过程中，需要转入账户的账
号 ⑥查询功能： 用户可查询用户信息，其中包括用户姓名、用户身份证号码、银行卡号以及存款余额 模拟ATM取款机的操作： 首先录入账户信息，格式如下 ㈠、登录功能：输入帐号和密码进行登录，如密码错误提示重新输入密码，如帐号错误提示无此帐户。 ㈡、查询功能：查询账户余额。 ㈢、取款功能：取款，更新余额。 ㈣、挂失功能：挂失后，该账户不能进行任何操作。 ㈤、修改密码：输入原密码和新设置密码。 ㈥、转账功能：输入转账的转出账户以及转账金额，进行转账。
第三章设计分析 3.1、ATM系统管理 3.1.1系统基本功能 首先，确定系统中存在两种用户，一种是ATM，可以进行信息录入和后台管理。另外一种是取款人，取款人主要是进行信息的查询，不能进行信息录入。所以在创建类的时候，先创建一个ATM类，然后创建取款人类，并与ATM 类形成有元，进而继承ATM的所有功能，并添加录入信息的功能。 基本功能： 登录功能---------输入帐号和密码进行登录，如密码错误提示重新输入密码，如帐号错误提示无此帐户。 查询功能---------查询账户余额。 取款功能---------取款，更新余额。 挂失功能---------挂失后，该账户不能进行任何操作。 修改密码---------输入原密码和新设置密码。 转账功能---------输入转账的转出账户以及转账金额，进行转账。、
化工设备设计
Yi b i n U n i v e r s i t y 设计说明书 题目用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计 系别化学与化工学院 专业应用化工技术 学生姓名雷静 学号110706028 年级2011级6班2013 年 6 月13 日
化工11级6班 雷静 110706028 - - - 1 - 化工设备设计基础课程设计 设计题目：用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计 一、 设计任务及条件 (1) 使煤油从140℃冷却到40℃，压力1bar ； 处理量为21万吨/年 (2) 冷却剂为水，水压力为3bar 。 二、 设计内容 1. 主体设备和零部件材料选择； 2. 主体设备尺寸和零部件尺寸计算及选择规格； 3. 设备壁厚以及封头壁厚的计算和强度校核； 4. 各种接管以及零部件的设计选型； 5. 设备支座的设计选型； 6. 法兰的设计选型； 7. 设备开孔及开孔补强计算； 8. 设计图纸一张，包括设备总装配图，至少画三个重要构件的局部图；技术特性表，接管表和总图材料明细表。要求比例适当，字体规范，图纸整洁。 三、 设计成果 （1） 设计说明书一份； （2） A 1设计图纸包括：换热器的设备尺寸图及机械设计。
化工11级6班 雷静 110706028 - - - 2 - 目 录 设计任务........................................................................................................................................... 1 第1章 绪论 . (4) 1．1 概述 ................................................................................................................................. 4 1.2 换热器设计依据 .............................................................................................................. 4 1.3 几种管式换热器的介绍 . (4) 1.3.1 固定管板式换热器 ............................................................................................... 4 1.3.2 浮头式换热器 ........................................................................................................ 4 1.3.3 U 形管式换热器 ..................................................................................................... 4 1.3.4 外填料函式换热器 ............................................................................................... 5 1.3本文研究的主要内容 ....................................................................................................... 5 第2章 确定设计方案 . (5) 2.1 换热器类型的选择 .......................................................................................................... 5 2.2 管程安排 ........................................................................................................................... 5 2.3 流向的选择 ..................................................................................................................... 6 第3章 确定物性参数 ................................................................................... 错误！未定义书签。 第4章 工艺计算 (6) 4.1 估算传热面积 ................................................................................................................... 6 4.1.1 热流量 ..................................................................................................................... 6 4.1.2 平均传热温差 ........................................................................................................ 6 4.1.3 冷却水用量 ............................................................................................................ 7 4.1.4 总传热系数 ............................................................................................................ 7 4.2 主体构件的工艺结构尺寸 (7) 4.2.1 管径和管内流速 ................................................................................................... 7 4.2.2 管程数和传热管数 ............................................................................................... 8 4.2.3 传热管的排列和分程方法 .................................................................................. 8 4.2.4 壳体内径 ................................................................................................................ 8 4.2.5 折流板 ..................................................................................................................... 8 4.2.6 接管 ......................................................................................................................... 9 4.2.7 换热管的结构基本参数 ...................................................................................... 9 4.3 换热器主要传热参数核算 . (9) 4.3.1 热流量核算 ............................................................................................................ 9 4.3.2 壁温核算 .............................................................................................................. 11 4.3.3 换热器内流体的流动阻力（压强降） . (12) 第5章 结构设计 (14) 5.1 壳体直径、长度、厚度设计....................................................................................... 14 5.2 换热器封头尺寸 ............................................................................................................ 14 5.3 法兰及各连接材料的选择 . (15) 5.3.1 选定法兰结构 ...................................................................................................... 15 5.3.2 选定垫片结构 ...................................................................................................... 15 5.4 管箱 .................................................................................................................................. 16 5.5 开孔补强 . (16) 5.5.1 壳体接管的开孔补强 (16)
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
化工设备基础复习题
一、填空题） ●管路的热补偿分____、____两种。 ●过压保护用____阀，排水阻汽用____阀。 ●按工作原理可将泵分为____、____和其他类型泵等三类。 ●根据离心泵泄漏位置的不同，可将泄漏分为____和____。 ●风机按排气压力分为____（Pd≤1.5×104Pa）和____（1.5×104Pa＜Pd＜2.0×104Pa）。 ●活塞式压缩机工作过程按工作原理可分为____、____、____、____等。 ●离心式压缩机主要由____、____、轴承及密封装置等部件组成。 ●GB150—98《钢制压力容器标准》中按内压容器的设计压力（P），将内压容器分为____、 ____、____、____四个压力等级。 ●按冷热流体热量交换方式将热交换器分为____、____、____三种。 ●板式塔气液接触属于____式传质、传热过程；填料塔气液接触属于____式传质、传热过 程。 ●搅拌反应釜由____、____、____、轴封装置和其他结构等几部分组成。 ●搅拌反应釜最常用的传热装置有____和____。 ●多级离心泵轴向力平衡的措施有（）、（）、（）。 ●活塞的基本结构有：（）（）（）。 ●列管式换热器中，需要设置膨胀节以消除温差应力的是( )；换热管一端 固定，另一端可以在管内自由移动的是( )。 ●离心式风机叶片有三种主要弯曲形式，（）叶片，（）叶片和 （）叶片。 ●在换热器中参加换热的两种流体在间壁两边分别以相反的方向流动，称为 ( )，若以相同的方向流动，则称为( )，在工业生产中，一般都采用 ( )，只有在特殊情况时，才采用( )。 ●活塞式压缩机工作原理包括（）、（）、（）、 膨胀四个过程。 ●填料塔中的填料分为实体填料和网体填料，拉西环和鲍尔环属于实体填料。实体 填料的填充方式有（）和（）。 ●止回阀的作用是控制流体的方向，按照结构的不同可以将其分为两种，主要是 （）和（）。 ●1MPa≈（）kgf/cm2
介绍一本设计工具书_化工设备设计手册_(1)
67 方方面面 Department 2004.3 介绍一本设计工具书—— 由朱有庭、曲文海、于浦义主编，化工出版社出版的“化工设备设计手册”将于２００４年下半年出版。这本书是一本化载作者实用的工具书。该书的编写宗旨是为从事化工、石油、轻工、医药等行业的化工设备和化工机械专业设计人员进行工程设计而用。本手册具有下列特点。 （１） 压力容器等化工设备的设计准则和强度计算方法、公式均以我国现行的国家和行业标准规范（ＧＢ、ＪＢ、ＨＧ）及国际通用的标准规范（ＡＳＭＥ、ＴＥＭＡ）为依据，并汇集了作者多年的工程设计经验，以满足压力容器等化工设备的工程设计、制造。 （２） 对泵、压缩机和通风机的类型、结构、技术性能和适用范围等作了简明扼要的介绍；对这些化工机械的选型和选用设计亦以我国现行的国家和行业标准规范（ＧＢ、ＪＢ）及通用的国际标准规范如ＡＰＩ等为依据，并汇集了大量的选型计算用工程数据、图表等资料，能满足泵、压缩机和通风机的选型、询价、采购和现场安装、调试等的需要。 全书共分１５章和一个附录（腐蚀与防腐蚀），各章的主要内容如下所述。 （１） 第１章“常用资料”的主要内容 ① 工程计量单位及不同计量单位制的单位换算。② 常用物料、材料的物理性质，包括密度、线膨胀系数、导热系数、弹性模量、泊桑系数、磨擦系数、不同黏度单位制的黏度单位换算表和公式及常用液体的黏度等。 ③ 平面几何图形的力学参数如面积、惯性矩、断面模数等计算公式。 ④ 立体几何图形的体积计算公式及诺谟图。⑤ 常用力学、材料力学公式。⑥ 常用流体力学准数。 （２） 第２章“化工设备用材料”的主要内容 ① 压力容器用钢材（钢板等）的品种、牌号、规格及物理、力学性能。 ② 化工设备常用结构材料（碳素钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢、耐蚀合金、有色金属、铸钢和铸铁的物理、力学性能。 ③ 常用结构钢（角钢、槽钢等）的品种、规格、材料和力学性能。 （３） 第３章“焊接”的主要内容① 常用焊接方法简介。 ② 焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）的品种、规格、力学性能、焊接特性和适用范围。 ③ 各种金属焊接用焊接材料的选用。④ 焊接结构设计（焊缝坡口型式、尺寸）。 ⑤ 各种金属材料的焊接如低碳钢、不锈钢、复合钢板、镍和镍合金、金属钛及异种金属材料的焊接方法、焊条（丝）选择等。 ⑥ 焊接缺陷和质量检验及评定。⑦ 焊接工艺评定。 （４） 第４章“紧固件”的主要内容① 专用紧固件 ? 管法兰用紧固件（螺、栓、螺母、垫片）规格系列、螺栓和螺母的材料匹配（ＨＧ标准）。 ? 设备法兰用紧固件（双头螺柱、螺母、垫片）规格系列（ＪＢ标准）。 ② 通用紧固件（ＧＢ标准）（５） 第５章“压力容器”的主要内容① 压力容器受力分析基础知识。 ② 内压容器（圆筒体、锥体、封头等）强度计算（ＧＢ １５０）。③ 外压容器（圆筒体、锥体、封头）稳定计算（ＧＢ １５０）。④ 压力容器开孔补强计算（ＧＢ １５０）。⑤ 法兰计算（ＧＢ １５０）。 ⑥ 设备法兰标准规格压力系列（ＪＢ ４７００～４７０７）。⑦ 设备法兰用紧固件（双头螺柱、螺母、垫片）双头螺柱和螺母的材料匹配力学性能和许用应力。 ⑧ 压力容器用钢板的力学性能和许用应力。⑨ 低温压力容器设计准则。 （６） 第６章“球形容器（球罐）设计”的主要内容① 球罐设计用标准规范。 ② 球罐用材料（碳素钢、不锈钢等）。 ③ 球罐结构设计（球壳瓣结构类型、瓣片下料尺寸计算、球罐容积系列及其各构件参数、支柱及拉杆、球罐附件等）。 ④ 球罐强度计算及局部应力计算。⑤ 球罐的制造、检验与验收。（７） 第７章“大型储罐设计”的主要内容 ① 大型储罐结构设计，包括容积系列（最大至１０万产方米），筒体、罐顶（拱顶、内外浮顶、网架顶结构）、罐底及防火、消防设施设计。 ② 大型储罐用材料。 ③ 大型储罐构件的强度和稳定计算。④ 大型储罐设计用标准规范。⑤ 大型储罐的制造、检验和验收。 《化工设备设计手册 》 新书推荐
级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
2006 级《化工设备设计基础》课程试题（B 卷）答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 2sin 302306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?====o o （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= （5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=f 不满足要求 （2分） 1 ()02ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-1()()2 M x qx l x =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l p p ()0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???====?3 12 1 3 222 51.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??===<=?
3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） （4分） （4分） （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 111640MPa πx x P M M W d τ= ==3 16 167162 0045m=45mm π4010 d ?= =??..() max234 221640MPa π1x x P M W D τα===-()3 246 167162 0046m=46mm π1-4010 D α?= =??..() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =12 6sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh αασ= += 《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2) 二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。 设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求 《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。 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、许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 — 「端—自由―。 14、最大拉应力理论又称—第 - - 强度理论。 15、最大伸长线应变理论又称一— 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= —时为标准型椭圆形封头。 25、圆柱壳体的环向应力为b e=PD/2 S 26、球形壳体的环向应力为b e=PD/4 3 27、3d是圆筒的—设计—厚度。 28、3是圆筒的—计算—厚度。 29、有效厚度3 e= —3+ △_ 30、凸形圭寸头包括半球形圭寸头—椭圆形—圭寸头、碟形圭寸头、球冠形圭寸头四种。 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h o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3 e/D o较大，而长径比L/D o —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。 37、立式容器有耳式支座、—支承式支座—腿式支座和裙式支座四种。 38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、—整体—法兰和任意式法兰三种。 39、国家标准中的手孔的公称直径有—DN150 —和DN250两种。 40、平带一般由数层帆布—粘合—而成并用接头连接成环形带。 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=化工设备课程设计计算书(板式塔)
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