过程设备设计基础总结

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过程设备设计知识点

过程设备设计知识点

过程设备设计知识点过程设备设计是工程设计领域中一个重要的专业领域,它涉及到工业生产中的各种设备和系统的设计和优化。

在实际的过程设备设计中,有一些知识点是十分重要的,下面将介绍其中的一些。

一、工艺流程图工艺流程图是过程设备设计的基础。

它是通过图形的形式来表示工业生产的过程流程、设备及其操作方式、原料输入和产品输出等信息。

在设计工艺流程图的时候,需要考虑到整个生产过程的连续性和稳定性,并且合理安排设备的布局和连接方式,以便实现高效的生产。

二、设备选择与设计在过程设备设计中,设备的选择和设计是至关重要的。

首先,需要根据工艺要求和产品规格选择适合的设备类型;其次,需要考虑到设备的性能指标,如容量、转速、温度等;最后,需要进行设备的详细设计,包括结构设计、材料选取和加工工艺等方面。

三、安全性设计在过程设备设计中,安全性设计是一个非常重要的方面。

需要考虑到设备在运行过程中的安全性能,包括设备的稳定性、可靠性和防护措施等。

同时,还需要考虑到设备的维护和修理方便性,以确保设备在出现故障时能够及时修复,减少生产中的停工时间。

四、能耗与效率在过程设备设计中,能耗与效率也是需要考虑的重要因素。

需要通过合理的设计和优化来减少能耗,并提高生产的效率。

其中,可以通过改进设备的结构和材料,优化工艺流程,以及采用先进的节能技术等方式来实现。

五、环境友好设计过程设备设计要兼顾环境保护的要求。

需要考虑到设备在运行过程中可能产生的废气、废水、废固等污染物的排放问题,并采取相应的措施进行处理和净化,以确保符合环保法规和标准。

六、自动化与智能化随着科技的进步,过程设备设计也逐渐实现了自动化与智能化。

在设计过程中,需要考虑到设备的自动化控制和智能化管理,以提高生产的自动化程度和生产的智能化水平,并降低人工操作的难度和疲劳度。

总结:过程设备设计是一个涉及广泛且复杂的专业领域,需要综合运用各种知识和技术。

本文主要介绍了工艺流程图、设备选择与设计、安全性设计、能耗与效率、环境友好设计以及自动化与智能化等知识点。

过程设备设计知识点

过程设备设计知识点

1.过程设备的应用:1)加氢反应器2)储氢容器3)超高压食品杀菌釜4)核反应堆5)超临界流体萃取装置6)深海潜艇2.过程设备的特点:过程设备向多功能,大型化,成套化和轻量化方向发展1)功能原理多种多样2)化机电一体化3)外壳一般为压力容器3.压力容器规范:中国:GB150 《钢制压力容器》,JB4732 《钢制压力容器---分析设计标准》、JB/T4735《钢制焊接常压容器》和技术法规《固定式压力容器安全技术监察规程》等4.过程设备的基本要求:1)安全可靠:1.材料的强度高、韧性好。

2.材料与介质相容。

3.结构有足够的刚度和抗失稳能力。

4.密封性能好。

2)满足过程要求:1.功能要求。

2.寿命要求。

3)综合经济性好:1.生产效率高、消耗低。

2.结构合理,制造简便。

3.易于运输和安装4)易于操作、维护和控制:1.操作简单。

2.可维护性。

3.便于控制5)优良的环境性能5.压力容器的基本组成:1)筒体2)封头3)密封装置4)开孔与接管5)支座6)安全附件6.7.介质危害性:介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等,影响分类的主要是毒性和易燃性8.毒性:极度危害(Ⅰ级)<0.1mg/m3 高度危害(Ⅱ级)0.1~1mg/m3中度危害(Ⅲ级)1~10mg/m3 轻度危害(Ⅳ级)>10mg/m39.压力容器的分类:1)按压力容器等级分:低压容器L 0.1~1.6MPa;中压容器M1.6~10.0MPa ;高压容器H 10~100MPa;超高压容器U 100MPa~2)按容器在生产中的作用分类:反应压力容器R;换热压力容器E;分离压力容器S;储存压力容器C球罐B。

3)按安装方式分类:固定式压力容器;移动式压力容器。

4)按安全技术管理分类:1.介质分组:第一组介质:毒性危害程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体。

第二组介质2.压力容器分类10.国外主要规范标准简介:ASME规范(美国)JIS B8266《压力容器构造---特定标准》(日本)EEC/EC指令和协调标准(欧盟)11.国内主要规范标准介绍:法律---行政法规---部门规章---安全技术规范---引用标准12.压力来源的三种情况:一是流体经泵或压缩机,通过与容器相连接的管道,输入容器内而产生压力。

过程装备设计知识点

过程装备设计知识点

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。

建筑中设备基础工作总结

建筑中设备基础工作总结

建筑中设备基础工作总结
在建筑工程中,设备基础工作是非常重要的一部分。

设备基础工作的质量直接影响到建筑物的稳定性和使用安全,因此需要高度重视。

在这篇文章中,我们将总结建筑中设备基础工作的关键要点,希望能够为相关工程人员提供参考和指导。

首先,设备基础工作的前期准备非常重要。

在进行设备基础工作之前,需要充分了解建筑物的结构和荷载要求,以确保设备基础的设计符合建筑物的实际需要。

此外,还需要对施工现场进行详细的勘察和测量,确保施工过程中不会受到地基条件等因素的影响。

其次,设备基础工作的设计和施工需要严格按照相关标准和规范进行。

在设计阶段,需要充分考虑设备基础的承载能力、稳定性和耐久性,以及与建筑物结构的协调性。

在施工过程中,需要严格按照设计图纸和规范要求进行操作,确保设备基础的质量和安全。

另外,设备基础工作还需要注意施工过程中的质量控制和安全保障。

在施工过程中,需要对原材料进行严格的检验和选择,确保其符合相关标准和规范要求。

同时,还需要对施工现场进行安全管理,确保施工过程中不会发生安全事故。

最后,设备基础工作的验收和维护也是非常重要的。

在设备基础工作完成后,需要进行严格的验收,确保其符合设计要求和施工标准。

同时,还需要对设备基础进行定期的维护和检查,确保其在使用过程中能够保持良好的状态。

总之,设备基础工作是建筑工程中非常重要的一部分,需要高度重视。

通过严格的前期准备、设计和施工,以及质量控制和安全保障,可以确保设备基础的质量和安全,为建筑物的稳定性和使用安全提供保障。

希望本文所总结的要点能够对相关工程人员提供帮助和指导。

过程装备设计知识点总结

过程装备设计知识点总结

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。

(完整版)过程设备设计知识点总结郑津洋

(完整版)过程设备设计知识点总结郑津洋

1 试推导内压薄壁球壳的厚度计算公式。

(10 分)答:依据均衡条件,其轴向受的外力4D i2 p 必与轴向内力D相等。

关于薄壳体,可近似以为内直径D i等与壳体的中面直径DD i2 p=D4pD由此得4由强度理论知pD<=[]t4用D K1 D K 1 Di代入上式,经化简得2i ,2p K1[]t2(k1)由上式可得p c D it4[ ]p c2 封头和筒体连结处存在不连续应力,但破口却在筒体中部,试解说其原由封头和筒体连结处固然存在不连续应力,但连结处会产生变形协调,致使资料增强;而筒体中部应力与所受压力成正比,跟着压力的增大应力快速增大,所以破口出此刻筒体中部3什么是焊策应力?减少焊策应力有什么举措?答:焊策应力是指焊接过程中因为局部加热致使焊接件产生较大的温度梯度,因此在焊件内产生的应力。

为减少焊策应力和变形,应从设计和焊接工艺两个方面采纳举措,如尽量减少焊接接头的数目,相等焊缝间应保持足够的间距,尽可能防止交错,焊缝不要部署在高应力区,防止出现十字焊缝,焊前预热等等)4预应力法提升厚壁圆筒折服承载能力的基来源理是什么?答:经过压缩预应力,使内层资料遇到压缩而外层资料遇到拉伸。

当厚壁圆筒蒙受工作压力时,筒壁内的应力散布由按拉美公式确立的弹性应力和剩余应力叠加而成,内壁处的总应力有所降落,外壁处的总压力有所上涨,均化沿筒壁厚度方向的应力散布,进而提升圆筒的初始折服压力。

5关于外压圆筒,只需设置增强圈便可提升其临界压力。

对否,为何?采纳的增强圈愈多,圆筒所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。

对否,为何?答:关于蒙受外压的圆筒,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。

故可经过设置适合间距的增强圈,使增强圈和筒体一同蒙受外压载荷,并使长圆筒变成短圆筒(增强圈之间或增强圈与筒体封头的间距L<L cr),或使短圆筒的长度进一步降低,进而提升圆筒的临界压力。

若设置的增强圈不可以使长圆筒变成短圆筒( L≥ L cr) ,则所设置的增强圈其实不可以提升圆筒的临界压力。

过程设备设计知识点总结

过程设备设计知识点总结过程设备设计是指在工业生产过程中,根据产品的工艺要求以及工艺参数,设计出适用于生产过程的设备与装置。

其目的是通过合理的设备设计,实现生产过程的高效、安全和可持续发展。

本文将从设备选型、设备尺寸设计、设备材料选择等多个方面进行知识点总结。

1. 设备选型:在进行设备选型时,需要综合考虑产品的工艺要求、生产能力、成本等因素。

首先要明确产品的生产工艺流程,并根据工艺要求选择合适的设备类型,例如反应釜、蒸馏塔、搅拌罐等。

其次,根据生产量和效率要求确定设备的尺寸和型号。

此外,还要考虑设备的可靠性、维护便捷性以及对环境的影响等因素。

2. 设备尺寸设计:设备尺寸设计是指根据工艺要求和流体特性,确定设备的尺寸参数。

在进行设备尺寸设计时,需要考虑以下几个方面:首先,根据工艺流程中的液体或气体流量,确定设备的容积或处理能力;其次,根据流体的物性参数,计算出设备的传热面积和传质面积;最后,根据设备的结构特点和操作要求,确定设备的尺寸参数,如高度、直径、壁厚等。

3. 设备材料选择:设备材料的选择对于生产过程的安全性和稳定性至关重要。

在进行设备材料选择时,需要考虑以下几个因素:首先,要了解所处理物料的性质,包括温度、压力、腐蚀性等;其次,要考虑材料的耐腐蚀性、疲劳性和可焊接性等性能;最后,要根据工艺要求和成本因素确定合适的材料,常用的材料包括不锈钢、碳钢、玻璃钢等。

4. 安全措施:在过程设备设计中,安全是至关重要的。

设计人员需要充分考虑设备的安全性,以确保生产过程的顺利进行。

在设备设计中,需要采取以下安全措施:首先,确保设备具有足够的强度和稳定性,能够承受预期的工艺参数和负荷;其次,设备应具备安全阀、压力表、温度传感器等安全装置,并保证这些装置的准确性和可靠性;此外,还需要考虑应急处理措施,如泄漏、火灾等意外事故的处理方式。

5. 能耗与节能:在过程设备设计中,节能是一个重要的考虑因素。

设计人员应针对具体的生产工艺,采取有效的节能措施。

过程设备机械设计基础知识整理汇总复习资料

小为矩心到作用线的距离,所以合力矩的大小 与矩心的选取有关;但是合力的矩与各分力矩 的和总是相等的,这一等量关系与所取矩心的 位置是无关的。
提示4:我们研究的对象是处于平衡状态的构
件,所以力系的合力和合力矩总是等于零,在 这种条件下,我们可以说,处于平衡状态的构 件的合力矩与各分力的矩的和相等,且等于0, 与矩心的位置无关。
了解拉/压杆件的受力变形 了解材料的主要力学性能及其
特点,能够根据实际结构抽 相应的力学指标,能够借助教
象出相应的力学模型。
材和工具书获得相关数据。
掌握内力和截面法的涵义, 了解典型材料的拉伸/压缩曲
能够采用截面法求解内力并 线特征,明确脆性材料和塑性
绘制轴力图。
材料的划分依据。
应力、应变和胡克定律等是 明确工作应力、许用应力、安
3 约束的基本类型
约束的基本类型有柔性约束,光滑面约束, 固定铰链约束,辊轴支座约束和固定端约束 等5种基本类型。各种约束产生的约束力参 看教科书。
提示1:约束的本质是构件之间的相互作用。
提示2:除了这些约束外,构件之间的相互作 用也可以看作约束。
4 画受力图的基本步骤:
根据题意选取研究对象,单独画出其简图; 画出作用在分离体上的主动力;
新构件的截面设计
已有构件的承载能力确定
3.5直杆拉伸或压缩时的变形
1 绝对变形与相对变形
绝对变形是指在拉伸/压缩载荷的作用下引 起的轴向(或横向)单位尺寸的增大或减小 (减小或增大),单位通常为m或mm。
相对变形是指在拉伸/压缩载荷的作用下引 起的轴向(或横向)单位尺寸的增大或减小 (减小或增大)量,称为应变。
4 材料力学的三个假设
连续性假设; 小变形假设; 各向同性假设。

过程设备机械设计基础12024

过程设备机械设计基础引言概述:过程设备机械设计是指为了满足化工、石油、食品等行业中的生产流程需求而设计的机械设备。

过程设备机械设计的基础包括材料力学、气体动力学、流体力学等多个领域的知识。

本文将从材料选择、强度分析、气体动力学和流体力学设计、传动装置设计和设备安装调试等五个大点展开阐述过程设备机械设计的基础知识。

正文内容:1. 材料选择1.1 材料强度和硬度要求1.1.1 根据设备所需承受载荷的大小选择材料的抗拉强度、屈服强度和硬度。

1.1.2 考虑材料的疲劳强度和耐蚀性,选择能在设备运行环境中保持长期使用性能的材料。

1.2 材料的可塑性与韧性要求1.2.1 针对设备所需的成形性能和抗冲击性能,选择具有适当可塑性和韧性的材料。

1.2.2 根据设备所需的耐磨性能和耐蚀性能,选择材料的硬度和耐蚀性。

1.3 典型应用材料1.3.1 不锈钢:具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能,适用于化工行业。

1.3.2 碳钢:适用于一般工业设备,具有良好的强度和可加工性。

1.3.3 合金钢:具有较高的强度和硬度,适用于高温高压设备。

1.3.4 铝合金:具有轻质、强度高、导热性能好的特点,适用于食品行业。

2. 强度分析2.1 设备结构强度计算2.1.1 考虑设备所需承受的静态和动态载荷,进行应力和变形的强度计算。

2.1.2 根据材料力学性能和设备结构形式,采用适当的计算方法和公式进行强度分析。

2.2 设备连接和固定件设计2.2.1 考虑设备连接和固定件所需的抗剪、抗拉、抗扭等强度要求。

2.2.2 选择合适的连接和固定方式,如焊接、螺栓连接、键槽连接等。

3. 气体动力学和流体力学设计3.1 设备内部流场分析3.1.1 运用数值模拟方法,分析气体或流体在设备内部的流动特性。

3.1.2 通过调整流道形状、增加流动引导装置等措施,提高设备内部流动效果。

3.2 设备流量计算和调整3.2.1 根据设备所需流量和压力降的要求,计算出合适的流量和压力降。

过程机械设备设计基础

过程机械设备设计基础一、引言过程机械设备是指在工业生产过程中用于加工、输送、储存和控制物料的机械装置。

其设计的合理与否直接影响着设备的性能、效率和可靠性。

因此,掌握过程机械设备设计的基础知识是每个工程师必备的技能之一。

二、设备设计的基本原则1. 功能性原则:设备的设计应符合工艺流程的要求,能够完成所需的物料加工、输送、储存和控制任务。

2. 安全性原则:设备的设计应考虑到操作人员的安全,避免可能导致事故和伤害的因素。

3. 经济性原则:设备的设计应在满足功能和安全要求的前提下,尽量减少材料和能源的消耗,降低生产成本。

4. 可维护性原则:设备的设计应考虑到维护和保养的便捷性,提高设备的可靠性和使用寿命。

三、设备设计的基本步骤1. 确定需求:明确设备所需完成的功能和性能指标,包括物料的加工要求、工艺流程、生产能力等。

2. 方案设计:根据需求进行初步设计,选择合适的设备类型、结构和工作原理,并进行初步的尺寸和参数计算。

3. 详细设计:根据方案设计的结果进行详细设计,包括设备的结构、工作原理、传动装置、控制系统等。

4. 材料选择:根据设备的工作环境和要求选择合适的材料,考虑其强度、耐磨性、耐腐蚀性等因素。

5. 零部件设计:对设备的各个零部件进行设计,包括轴承、齿轮、传动带等,保证其寿命和可靠性。

6. 制图和文档编制:根据设计结果进行制图,包括总装图、零部件图和工艺流程图,并编制相应的设计说明书和操作手册。

7. 设备制造和试运行:根据设计图纸进行设备的制造和装配,并进行试运行和调试,确保设备的性能和可靠性。

8. 设备交付和验收:将制造完成的设备交付给用户,并进行验收测试,确保设备符合设计要求和用户需求。

四、常见的过程机械设备1. 搅拌设备:用于将不同物料进行混合和均匀搅拌,常见的有搅拌桶、搅拌机等。

2. 输送设备:用于将物料从一处输送到另一处,常见的有皮带输送机、螺旋输送机等。

3. 分离设备:用于将混合物料中的不同成分进行分离,常见的有离心机、过滤机等。

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第一章压力容器导言1.压力容器基本组成:筒体,封头,密封装置,开孔与接管,支座,安全附件。

2.介质危害性:指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等;其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。

(1)毒性:是指某种化学毒物引起机体损伤的能力,用来表示毒物计量与毒性反应之间的关系。

(2)易燃性:可燃气体或蒸气与空气组成的混合物,并不是在任何比例下都可以燃烧或爆炸的,而是有严格的数量比例,且因条件的变化而改变。

易燃介质:爆炸下限<10%,或爆炸下限和上限之差≥20%的介质。

3.按压力等级分类(内压容器按照设计压力P大小分):低压(L)容器0.1 MPa≤p<1.6 MPa;中压(M)容器1.6MPa≤p<10.0 MPa;高压(H)容器10 MPa≤p<100 MPa;超高压(U)容器p≥100MPa。

4.为什么不仅按照压力高低,还要根据容积、介质组别进行分类?因为压力高低等仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或者使用状况,还不能综合反映压力容器面临的整体水平。

所以压力容器的危害性还和其设计压力P和全容积V的乘积有关,PV值越大,容器破裂时爆炸能力越大,危害性也越大,对容器的设计制造检验使用和管理的要求越高。

随着制造技术的进步,材料强度、容器结构已不再是影响容器危险程度的主要因素,所以要根据介质、设计压力、容积等三个因素进行压力容器的分类。

5.美国机械工程师学会=ASME (American Society of Mechanical Engineers)第二章压力容器应力分析1.有力矩理论:在壳体理论中,若同时考虑薄膜内力和弯曲内力的理论。

无力矩理论:省略弯曲内力的壳体理论。

2.不连续应力的特性:局部性,自限性。

(1)局部性:随着离边缘距离x的增加,各内力呈指数函数迅速衰减以至消失,这种性质称为不连续应力的局部性。

(2)自限性:不连续应力是由弹性变形受到约束所致,因此对于用塑性材料制造的壳体,当连接边缘的局部区产生塑性变形,这种弹性约束就开始缓解,变形不会连续发展,不连续应力也自动限制,这种性质称不连续应力的自限性。

3.不连续应力的定义:由于总体结构不连续,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,称为“不连续效应”或“边缘效应”。

由此引起的局部应力称为“不连续应力”或“边缘应力”。

4.热应力:因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束,在弹性体内所引起的应力。

5.热应力的特点:a.热应力随约束程度的增大而增大;b.热应力与零外载相平衡,是自平衡应力;c.热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低;d.热应力在构件内是变化的。

6.残余应力:当厚壁圆筒进入弹塑性状态后,这时若将内压力Pi全部卸除,塑性区因存在残余变形不能恢复原来尺寸,而弹性区由于本身弹性收缩,力图恢复原来的形状,但受到塑性区残余变形的阻挡,从而在塑性区中出现压缩应力,在弹性区内产生拉伸应力,这种自平衡的应力就是残余应力。

7.全屈服压力:当筒壁达到整体屈服状态时所承受的压力,称为全屈服压力或极限压力,用Pso表示。

8.自增强:通过超工作压力处理,由筒壁自身外层材料的弹性收缩引起残余应力的方法。

9.弹性薄板的小挠度理论建立基本假设:①板弯曲时其中面保持中性,即板中面内各点无伸缩和剪切变形,只有沿中面法线ω的挠度;②变形前位于中面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同一法线上,且法线上各点间的距离不变;③平行于中面的各层材料互不挤压,即板内垂直于板面的正应力较小,可忽略不计。

10.外压圆筒分为三类:长圆通,短圆筒,刚性圆筒。

(1)长圆筒:L/Do和Do/t较大时,其中间部分将不受两端约束或刚性构件的支承作用,壳体刚性较差,失稳时呈现两个波纹,n=2。

(2)短圆筒:L/Do和Do/t较小时,壳体两端的约束或刚性构件对圆柱壳的支持作用较为明显,壳体刚性较大,失稳时呈现两个以上波纹,n>2。

(3)刚性圆筒:L/Do和Do/t很小时,壳体的刚性很大,此时圆柱壳体的失效形式已经不是失稳,而是压缩强度破坏。

11.持久强度:在给定的温度下和规定时间内,试样发生断裂的应力值,是材料在高温长期符合作用下抵抗断裂的能力。

第三章压力容器材料及环境和时间对性能的影响1.压力容器用钢主要是板材、管材和锻件,其紧固件采用棒材。

压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢、高合金钢。

2.Q345R:屈服强度为340MPa级的压力容器专用钢板,主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器。

16MnDR:低温压力容器用钢,使用温度等于或低于-20℃的压力容器专用钢板。

3.焊接接头常见缺陷:裂纹,夹渣,未熔透,未熔合,焊瘤,气孔,咬边。

4.焊后热处理的作用:a.消除或者降低焊接残余应力和冷作硬化,提高接头抗脆断能力;b.改善焊接接头的塑性和韧性,提高抗应力腐蚀能力;c.稳定焊接构件形状,避免或者减少在焊后机加工和使用过程中的变形;d.促使焊缝中的氢向外扩散。

5.韧脆性(无延性)转变温度:当温度低于某一界限时,钢的冲击吸收功大幅度地下降,从韧性状态变为脆性状态这个温度。

6.蠕变现象:在高温和恒定载荷的作用下,金属材料会产生随时间而发展的塑性变形这种现象。

蠕变极限:是高温长期载荷作用下,材料对变形的抗力。

7.下面三个概念都与高温有关:(1)蠕变极限:高温长期载荷作用下,材料对变形的抗力。

(2)持久强度:在给定的温度下,使材料经过规定时间发生断裂的应力值,是材料在高温长期负荷作用下抵抗断裂的能力。

(3)应力松弛:构件在高温长期应力作用下,随着时间的增长,如果变形总量保持不变,因蠕变而逐渐增加的塑性变形将逐步代替原来的弹性变形,从而使零件内的应力逐渐降低,这种现象称为应力松驰。

9.氢腐蚀:高温、高压下氢与钢中的碳形成甲烷的化学反应,又称为氢蚀。

氢脆:指钢因吸收氢而导致韧性下降的现象。

10.应力腐蚀开裂:金属在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下导致的脆性开裂。

特征:a.拉伸应力;b.特定合金和介质的组合;c.一般为延迟脆性断裂。

第四章压力容器设计1.压力容器失效:压力容器在规定的使用环境和时间内,因尺寸、形状或者材料性能变化而危及安全或者丧失正常功能的现象。

2.失效表现形式:过度变形,断裂,泄漏。

3.压力容器失效形式:强度失效,刚度失效,失稳失效,泄漏失效。

强度失效:因材料屈服或断裂引起的压力容器失效。

刚度失效:由于压力容器的变形大到足以影响其正常工作而引起的失效。

失稳失效:在压应力作用下,压力容器突然失去其原有的规则几何形状引起的失效。

泄漏失效:泄漏而引起的失效。

4.失效判据:将力学分析结果与简单实验测量结果相比较,判别压力容器是否会失效。

5.设计准则:根据失效判据,再考虑各种不确定因素,引入安全系数得到与失效判据相对应的设计准则。

6.设计准则分类:强度失效设计准则,刚度失效设计准则,失稳失效设计准则,泄漏失效设计准则。

7.强度失效的两种主要形式:屈服、断裂。

常用的强度失效设计准则:弹性失效设计准则,塑性失效设计准则,爆破失效设计准则,弹塑性失效设计准则,疲劳失效设计准则,蠕变失效设计准则,脆性断裂失效设计准则。

8.设计技术参数:设计压力,设计温度,厚度及厚度附加量,焊接接头系数,许用应力。

(1)厚度:计算厚度δ;设计厚度δd ;名义厚度δn;有效厚度δe;成型厚度(2)腐蚀裕量:防止容器受压元件由于均匀腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄。

与腐蚀介质直接接触的筒体、封头、接管等受压元件,均应考虑材料的腐蚀裕量。

腐蚀裕量=均匀腐蚀速率×容器设计寿命。

(3)焊接接头系数:焊缝金属与母材强度的比值,反映容器强度受削弱的程度。

(4)许用应力:容器壳体、封头等受压元件的材料许用强度,取材料强度失效判据的极限值与相应的材料设计系数(又称安全系数)之比。

9.液体在密封口泄漏途径:渗透泄漏,界面泄漏。

10.初始密封条件怎么形成的:拧紧螺栓,螺栓力通过法兰压紧面作用到垫片上,当垫片表面单位面积上所受到的压紧力达到一定值时,垫片产生弹性或屈服变形,填满凹凸不平处,堵塞泄漏通道,形成初始密封条件。

11.垫片比压力:预紧(无内压)时,迫使垫片变形与压紧面密合,以形成初始密封条件,此时垫片单位面积上所需的最小压紧力。

用y表示,也称为最小压紧应力,单位为MPa。

12.垫片系数:操作密封比压往往用介质计算压力的m倍表示,这里m称为“垫片系数”,无因次。

13.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。

14.法兰标准根据用途分为管法兰和容器法兰。

15.公称直径(DN):是容器和管道标准化后的尺寸系列,按国家标准规定的系列选用。

公称压力(PN ):是压力容器或管道的标准化压力等级。

指规定温度下的最大工作压力,并经过标准化后的压力数值。

16.(1)双锥密封原理:拧紧主螺栓,使双锥环两锥面上的软金属垫片和平盖、筒体端部上的锥面相接触并压紧,达到足够的预紧密封比压;双锥环本身径向收缩,使间隙g消失;内压升起,预紧密封比压减小,双锥环径向回弹,使两锥面上继续保留一部分比压;同时,双锥环内圆柱表面向外扩张,导致两锥面上的比压进一步增大,大于操作密封比压。

(2)双锥密封结构:1-主螺母;2-垫圈;3-主螺栓;4-平盖;5-双锥环;6-软金属垫片;7-筒体端部;8-螺栓;9-托环。

17.压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构,主要有补强圈补强,厚壁接管补强,整锻件补强。

18.开孔补强设计:指采取适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减小到某一允许数值。

19.补强设计准则:等面积补强法,压力面积补强法,极限载荷补强法。

20.等面积补强定义:壳体因开孔被削弱的承载面积,须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿。

原理:以双向受拉伸的无限大平板上开有小孔时孔边的应力集中作为理论基础的,即仅考虑壳体中存在的拉伸薄膜应力,且以补强壳体的一次应力强度作为设计准则。

故对小直径的开孔安全可靠。

21.安全阀:主要由阀座、阀瓣和加载机构组成。

安全阀工作原理:(1)安全阀通过作用在阀瓣上的两个力的不平衡作用,使其关闭或开启,达到自动控制压力容器超压的目的。

(2)正常工作压力时,容器内介质作用于阀瓣上的力小于加载机构施加在它上面的力,两力之差在阀瓣与阀座之间构成密封比压,使阀瓣紧压着阀座,容器内的气体无法排出。

(3)容器内压力超过额定的压力并达到安全阀的开启压力时,介质作用于阀瓣上的力大于加载机构加在它上面的力,于是阀瓣离开阀座,安全阀开启,容器内的气体通过阀座排出。

如果容器的安全泄放量小于安全阀的额定排放量,经一段时间泄放后,容器内压力会降到正常工作压力以下(即回座压力),此时介质作用于阀瓣上的力已低于加载机构施加在它上面的力,阀瓣又回落到阀座上,安全阀停止排气,容器可继续工作。

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