化工设备基础课程总复习

化工设备基础课程总复习提纲
一、静力学部分
1基本概念（力、力系、力矩、力偶、力偶系）
2静力学平衡公里（二力平衡公理、三力平衡汇交定理）
3约束与约束反力（柔性约束、光滑面约束、可动铰链支座、固定铰链支座、固定端约束）
4二力杆（构件）的定义，会利用其作受力图
5物体受力分析（确定平衡对象、取隔离体、画受力图）
6力的平移定理
7利用平面力系的平衡方程求解约束反力和约束力偶
二、材料力学部分
1基本概念（外力、内力、内力的求解方法、应力、正应力、正应变、应力与应变的关系等）
2材料力学基本变形（拉伸与压缩、剪切、扭转和弯曲）及其对应的内力分量
3构件内力分量正负号规定（轴力、剪力、弯矩）
4建立内力（轴力、剪力、弯矩）方程，绘制内力图
5拉伸与压缩杆件的应力与变形计算
6对拉、压杆、梁，可正确应用强度设计准则解决三类强度设计问题（强度校核、截面尺寸设计、确定许用载荷）
7拉伸时金属材料的力学性能（材料拉伸时的应力一应变曲线；四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段和颈缩阶段；力学性能：弹性模量、比例极限与弹性极限、屈服极限、强度极限、断后伸长率和断面收缩率）
8 平面弯曲的基本概念（常见梁横截面的形式、平面弯曲、梁弯曲时所受载荷的类型、工程上常见梁的
类型、横力弯曲、纯弯曲、中性层、中性轴）
9平面弯曲时梁横截面上的正应力的分布情况、大小计算和正负号的确定
10常用截面对中性轴的惯性矩和抗弯截面模量（圆、圆环、矩形）
11金属材料的主要性能包括有：力学性能、耐腐蚀性能、加工工艺性能
三、工程材料部分
1强度、稳定性、弹性、塑性及其指标的概念
2钢和铁（一般含碳量在0.02%～2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铸铁）
3钢材按S和P的含量可分为：普通质量钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢
4碳钢按含碳量可分为：低碳钢（≤0.25%）、中碳钢（0.25%～0.6%）、高碳钢（>0.6%）
5合金钢按合金元素总含量可分为：低合金钢（<10%）、高合金钢（>10%）
6常见钢材牌号中数字和字母的含义
四、压力容器部分
（一）基本概念
1依据介质危害性，设计压力以及容积等因素从安全综合角度将压力容器划分为I、II、III类压力容器2压力容器按设计压力分为：低压[0.1，1.6）、中压[1.6，10）、高压[10，100）、超高压[100，）容器
按壁厚分为薄壁容器（2.10≤=i D D K 或1.0/≤o n D δ）和厚壁容器（2.10>=i D D K 或
1.0/>o n D δ）
；按工艺要求分为：储存压力容器、反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器； 3两个重要的标准化参数：公称直径（容器的公称直径、接管的公称直径）、公称压力
4压力容器安全监察规范：《特种设备安全监察条例》、《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150《压力容器》
5压力容器的实效形式和设计准则（强度失效、刚度失效、失稳失效和泄漏失效）
6压力容器设计的基本要求：强度、刚度、稳定性和耐久性、密封性、经济、方便操作与安装维修、便于运输等
7回转壳体的重要几何特性：第一曲率半径和第二曲率半径及其确定方法
8耐压试验的目的、种类（液压试验、气压力试验、气密性试验）和合格的标志；泄漏试验的目的 9法兰的分类、支座的型式、法兰密封面型式
10补强结构（补强圈补强和整体补强）
11设置检查孔（手孔与人孔）的目的
12名词：薄膜理论、弹性失效设计准则、有效厚度、许用应力、设计压力、计算压力
13内压容器设计参数确定（设计压力、计算压力、焊接接头系数（选取）、腐蚀裕量、钢板负偏差、许用应力等）
14各个厚度的关系
15封头的类型和选择原则
16 压力容器设计一般包括结构设计、材料选择和强度计算等内容
17 压力容器基本结构
18 最小厚度的定义、规定原则及如何规定的
19 等面积补强方法的基本原则是：在有效的补强范围内，补强金属的截面积等于或大于开孔所削弱的金属截面积。

（二）基本计算
1薄膜应力理论(无力矩理论)的两个基本方程式
2各典型壳体（圆筒、锥壳、圆球）经向应力和环向（周向）应力的计算及分布规律
3内压薄壁圆筒与封头（标准椭封、球封）的强度设计（壁厚设计、强度校核、确定许可内压） 4液压试验、试验压力的确定及其应力校核
五 化工设备基本结构
1管壳式换热器的基本类型（固定管板式、浮头式、填函式、U 型管式、釜式重沸器）
2管壳式换热器的主要零部件、结构、连接方式、及其作用
六 需要掌握的计算公式
静力平衡方程：（或其它两种形式）00
0o X Y m ⎧=⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩∑∑∑
拉/压杆变形：EA Nl l ±=∆；∑=∆i i
i i EA l N l )( 三类强度设计问题（以拉/压杆为例，弯曲梁和扭转轴与此类似）： 强度校核[]N A σσ=≤；截面设计[]
N A σ≥；计算容许荷载[]N A σ≤ 弯曲：y I M z =σ max max max Z M y I σ= max max M Wz σ= max
Z Z I W y = 矩形截面 6
,122
3ab W ab I z z == 圆形截面32
,643
4
D W D I z z ππ== 圆环形⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=4344132,164D d D W D d D I z z ππ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=微体平衡区域平衡δ
σσδσθp R R pR m m 2122 圆筒形薄壳2/2
D R = ∞→1R δσ4pD m = δσθ2pD = 球形薄壳 2/21D R R == δ
σσθ4pD m == 圆锥形薄壳α=
cos 2r R ∞→1R αδσα
δσθcos 12cos 14⋅=⋅=pD pD m 圆筒设计公式 c t i c p D p -=
φσδ][2 2][2C p D p c t i c d +-=φσδ C C C e d n +=∆++=∆++=δδδδδδ1 φσδδσt e e i c t D p ][2)(≤+= e
i e t w D p δφδσ+=][2][ 水压试验。