过程装备设计--名词
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是工程领域中的一个重要环节，涉及到众多技术和工艺参数。
在实际工作中，我们需要了解和掌握一些关键的知识点，以确保装备的设计安全可靠、高效节能。
下面将就过程装备设计的几个知识点进行总结和梳理。
一、物料流程和工艺流程设计在进行过程装备设计之前，需要先明确物料流程和工艺流程。
物料流程包括原料的进料、处理过程、产品的制造和产品的出料等。
而工艺流程则是在物料流程的基础上，通过一系列的化学、物理反应、分离和纯化等工艺单元来实现产品的制造。
设计师需要对物料的特性、工艺的要求进行全面的了解和分析，结合工程实际选择合适的工艺流程，确保装备设计的可操作性和稳定性。
二、装备选型和布局设计在确定好物料流程和工艺流程后，需要进行装备选型和布局设计。
装备选型是指根据工艺流程的要求，选择适合的设备和设备参数。
在选择装备时，需要综合考虑装备的工作原理、处理能力、操作方便性、安全性以及投资和运维成本等因素。
布局设计是指将选定的装备进行合理的空间布置，保证装备之间的操作和维护通道畅通，同时考虑到工艺流程的连续性和产品的质量。
三、工艺管道和仪表设计工艺管道和仪表是过程装备设计中的重要部分，直接关系到物料的传输和工艺参数的控制。
工艺管道设计需要考虑管道的直径、材质、布置方式和支撑方式等因素，确保流体在管道中的流动满足工艺要求，同时减小能耗和压力损失。
仪表设计则需要选择合适的测量仪表和控制仪表，对物料流量、温度、压力和浓度等参数进行实时监测和控制。
四、安全和环保设计过程装备设计需要重视安全和环保要求，确保装备在运行过程中不会对人员和环境造成危害。
安全设计包括确定装备的安全间距、设置安全阀和安全装置等，防止因操作失误或设备故障引发的事故。
环保设计则需要选择合适的工艺和设备，减少废水、废气和废渣的排放，并进行有效的处理和回收利用。
五、能耗和节能设计过程装备的能耗和节能设计是一项关键工作，对降低生产成本、提高产品质量和保护环境都有重要意义。
过程设备设计-名词解释1
名词解释：1.机械密封/端面密封：是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并做相对运动达到密封的装置。
2.临界压力：壳体失稳时所能承受的相应外压力，称为临界压力，用P cr表示。
3.自紧密封：依靠容器内部的介质压力压紧密封元件实现密封的形式。
4.等面积补强：壳体因开孔削弱的承载面积，须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿。
5.应力集中系数：受内压壳体与接管连接处最大应力与壳体不开孔时环向薄膜应力之比，用K t表示。
6.自增强：通过超工作压力处理，由筒体自身外层材料的弹性收缩引起的残余应力，使工作时应力分布趋于均匀，提高屈服承载能力的措施。
7.焊接接头系数：焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度的受消弱程度。
8.一次应力：求得的薄膜应力与相应的载荷同时存在，平衡外加载荷引起的应力，随外载荷的增大而增大。
9.二次应力：在两壳体连接边缘处切开后，自由边界上受到的边缘力和边缘力矩作用时的有力矩理论的解，求得的应力称二次应力。
10.预紧密封比压：预紧时，迫使垫片变形与压紧面密合，以形成初始密封条件，单位面积上所需的最小压紧力。
称为预紧密封比压。
11.第一曲率半径：回转壳体经线上某一点的曲率半径，称为第一曲率半径。
第二曲率半径：壳体中面上所考察的任意一点到该点法线与回转轴交点之间的长度。
12.分析设计：对容器在不同部位、由不同载荷引起的、对容器失效形式有不同影响的应力加以不同的限制的设计方法，称做分析设计方法。
13.设计压力：是指设定的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条件，其值不得低于工作压力。
14.工作压力：指容器在正常工作过程中顶部可能产生的最高压力。
15.计算压力：是指在相应设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。
16.临界转速：当搅拌轴的转速达到轴自振频率时会发生强烈震动，并出现很大弯曲。
17.无力矩理论：当薄壳的抗弯刚度非常小，或者中面的曲率、扭转改变非常小时，弯曲内力很小。
过程装备与控制工程专业英语词汇
abrasiveness 研磨；腐蚀absolute 绝对的accumulate 堆积；积累acid 酸；酸性的，酸味的actuator 执行机构adjust 调整；调节agitation 搅拌air preheater 空气预热器air register 空气调节器airflow 气流alkali 碱allowance 公差，容差，容许量alloy 合金alternating current 交流电angle 角度，角apparatus 装置，仪器，仪表application 应用artificial 人造的；仿造的assembly 装配atmospheric 大气的，大气层的austenite 奥氏体automation 自动化，自动操作auxiliary 辅助设备，附属机构backflow 回流baffle 挡板；折流板；隔板batch 一批，批量bearing 轴承bellow 波纹管belt 带；腰带；地带blade 叶片blower 鼓风机boiler 锅炉bolt 螺栓bonnet 阀盖，阀帽，机罩box furnace 箱式炉brittle 易碎的，脆弱的burner 燃烧器bushing 轴衬；套管butterfly valve 蝶阀capacity 容积carbon steel 碳钢，碳素钢casing 机壳cast 浇铸catalyst 催化剂category 分类，种类cavity 腔；洞，凹处centrifugal force 离心力chamber 腔，室，船舱check valve 止回阀checklist 检查表，清单classify 分类；分等clockwise 顺时针方向的coating 涂层，覆盖层coefficient 系数coil 盘管，线圈coking 结焦，焦化column 圆柱，柱形物combination 结合combustion 燃烧，氧化component 成分；组件；零件composition 组成，成分compressor 压缩机concentration 浓度concentric 同轴的，同心的condense 浓缩；凝结condenser 冷凝器；凝汽器conduction 传导cone roof锥形顶constant 常量，常数contract 缩小，收缩contrast 对比，形成对照controller 控制器convection 对流convert 使转变；转换。
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。
《过程装备简介》课件
05
过程装备的未来发展趋势
高效化
高效化是未来过程装备发展的主要趋势之一。随着生产工艺的不断改进和技术的 不断创新，过程装备将更加高效、紧凑和可靠，能够更好地满足工业生产的需求 。
高效化的过程装备可以显著提高生产效率，降低能耗和资源消耗，减少生产成本 ，为企业创造更大的经济效益。
流量的分类
根据流体的性质和测量方法，可分为体积流量和质量流量等。
流量对过程装备的影响
流量的变化会影响装备的性能和操作稳定性，如流量过大可能导致设 备超负荷，流量过小则可能影响设备的正常操作和生产效率。
液位
液位
表示液体在容器内的位置高度，是过 程装备操作中的重要参数。
液位的分类
根据液体的性质和测量方法，可分为 固定液位、可变液位和连续液位等。
组成和浓度的分类
根据组分的性质和含量，可分 为单一组分和多组分等。
组成和浓度对过程装备的 影响
组成和浓度的变化会影响装备 的性能和操作稳定性，如某些 组分的含量过高可能导致设备 腐蚀或堵塞，某些组分的含量 过低则可能影响产品的性能和 质量。
04
过程装备的选用与维护
选用原则
适用性
选用装备应满足生产工 艺要求，性能参数要符
聚合器
用于进行聚合反应的设备 ，如聚合釜、聚合塔等。
生物反应器
用于进行生物反应的设备 ，如发酵罐、酶反应器等 。
传热设备
热交换器
用于传递热量的设备，如 管壳式热交换器、板式热 交换器等。
加热炉
用于提供热能的设备，如 燃油加热炉、燃气加热炉 等。
余热回收设备
用于回收余热的设备，如 余热锅炉、热管换热器等 。
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。
过程装备简介
3. 过程装备发展的推动力
3.3 在国家发展方针指引下的具体推动力 推动力之一——过程工艺发展的需要
推动力之二——生态环保的需要
推动力之三——节能降耗的需要
推动力之四——长周期安全运行的需要
推动力之五——现代高新技术的促进
26 27
3. 过程装备发展的推动力
3.4 过程工艺发展不断要求新装备
(0.1μm, ＜5mg/L) (占地1/10)
生物膜过滤
37 38
3. 过程装备发展的推动力
固体废弃物—— 高10倍
24 25
3. 过程装备发展的推动力
3.2 当前国家的急需
方针
改变经济增长方式
资源 投资
粗放
科技 支撑
. 集约
全面协调 科学发展 观
走新兴工业化道路
资源节约、环境友好 (循环经济，绿色GDP)
以科技发展和创新为主导 以高新技术为主导，
制造业为支柱
产业结构的战略调整
优先IT技术，发展高技术产业 用高新技术改造传统产业 加快现代服务业（知识型）
古代的炼丹术 士们通过炼金炼丹 的研磨、蒸馏、升 华、结晶、测定等 技术操作，积累了 金属的置换、物质 的化合、分解、氧 化、还原等化学反 应方面的知识。
3
1. 概述 1.1 过程装备的由来
但是化学，走出化学家的实验室，与 工程结合，还是这一百多年以来的事。
4
1. 概述 1.1 过程装备的由来
英国人帕金，于1856年发现 了苯胺染料，并实现了工业化的 生产。法国化学家拜特洛对有机 化合物的合成进行过系统研究， 于1856年合成了甲烷，1858年合 成了甲醇，1859年合成了乙炔， 1866年从乙炔合成了苯，进入了 合成化学的年代。
绪论(过程装备设计)
总体 结构设计 零部件 结构设计
让你设计一台 设备，你将如 何实现？
什么是
b.影响参数设计的因素
设计准则
设计准则？
参数设计 材料 规范标准
功能原理多种多样 化机电一体化 外壳一般为压力容器
过程装备：动设备+静设备 过程装备=受压外壳+功能内件
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒外壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
b.满足过程要求 功能要求 寿命要求
c.综合经济好 生产效率高、消耗系 数低； 结构合理、制造简便； 易于运输和安装；
d.易于操作、维护和控制 操作简单； 可维护性和可修理性好； 便于控制
e.优良的环境性能
过程设备设计概述
a.基本设计步骤
需求分析 设计实施
目标界定 参数设计
过程设备 完成物理或化学操作过程的设备，如物料的粉 碎、混合、储存、分离、传热，反应等操作的设备
过程设备的应用：
与我们的专业相关的过程及其设备：
1.流体动力过程（Fluid dynamical process）: 涉及的设备：泵 、压缩机、风我们相 关？
液环泵
2.热量传递过程（Heat transfer process）:
经常访问的网站
1.全国锅炉压力容器技术标准化委员会 2.中国特种设备安全工作信息平台 3.中国压力容器技术网 4.美国压力容器研究委员会(Pressure Vessel Research Council，简称PVRC) /pvrc 5. 欧盟承压设备研究委员会(European Pressure Vessel Research Council，简称EPVRC) www.eperc.bam.de
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1.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。
2.无力矩理论：因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。
3.不连续效应（应力）：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.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
5.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
6.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。
7.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。
8.临界压力：壳体失稳时所承受的相应压力，是容器抗失稳能力的反映。
用Pcr表示。
9.公称压力：将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。
10.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。
11.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.临界长度：对于给定D和t的圆筒有一定特征长度作为区分长短圆筒的界限
13.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。
14.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。
15.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。
16.蠕变：金属在长时间的高温，恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象
17.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、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能达到原设计要求(包括功能和寿命等)的现象。
最终表现形式：泄漏；过度变形；断裂。
压力容器失效大致可分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄漏失效等四大类18.①韧性断裂：是压力容器在载荷作用下，产生的应力达到或接近所用材料的强度极限而发生的断裂
②脆性断裂：是指变形量很小、且在壳壁中的应力值远低于材料的强度极限时发生的断裂。
这种断裂是在较低应力状态下发生，故又称为低应力脆断
③疲劳断裂：压力容器在服役中，在交变载荷作用下，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生断裂失效的过程
④蠕变断裂：压力容器在高温下长期受载，随时间的增加材料不断发生蠕变变形，造成厚度明显减薄与鼓胀变形，最终导致压力容器断裂的现象
⑤腐蚀断裂：因均匀腐蚀导致的厚度减薄，或局部腐蚀造成的凹坑，所引起的断裂一般有明显的塑性变形，具有韧性断裂特征；因晶间腐蚀、应力腐蚀等引起的断裂没有明显的塑性变形，具有脆性断裂特征
19.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。
20.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
21.焊接接头系数：焊缝金属与母材强度的比值，反应容器强度受削弱的程度
22.装量系数：设计储罐存储容积和储罐的全容积之比
23.扁塌：由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距，在周向弯距的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形。
24.管程：流体流经换热管内的通道及与其相贯通部分
壳程：流体流经换热管外的通道及与其相贯通部分
25.管束分程：为提高流体传热系数防止流速随管数增加而下降，将管束分为若干层数。
26.传热强化：传热强化是一种改善传热性能的技术，可以通过改善和提高热传递的速率，达到用最经济的设备来传递一定的热量。
27.地震载荷：作用在容器上的地震力，它产生于支承容器的地面突然振动和容器对振动的反应。
28.风载荷：作用在容器及其附件迎风面上的有效风压来计算的载荷。
它是由高度湍流的空气扫过地表时形成的非稳定流动引起的。
29.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分钟平最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。
30.计算厚度：有公式计算而得的厚度；
31.设计厚度：计算厚度加上腐蚀裕量的值
32.名义厚度:计算厚度加上壁厚附加量再向上圆整至标准值；
33.有效厚度：名义厚度减去壁厚附加量。
34．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。
35．强度：构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。