水工艺设备基础
水工艺设备基础
水工艺设备基础
水工艺设备是指用于水处理、净化、过滤、消毒、输送等方面的设备。
其基础包括以下几个方面：1.水处理原理：水处理原理是水工艺设备的基础，包括物理、化学、生物等方面的原理。
例如，物理处理包括过滤、沉淀、吸附等；化学处理包括氧化、还原、中和等；生物处理包括生物降解、生物吸附等。
2.设备结构：水工艺设备的结构包括反应器、过滤器、沉淀池、消毒器、输送管道等。
不同的设备结构适用于不同的水处理工艺。
3.
材料选择：水工艺设备的材料选择要考虑到其耐腐蚀、耐高温、耐压等性能。
常用的材料包括不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯等。
4.自动化控制：水工
艺设备的自动化控制包括传感器、控制器、执行器等。
通过自动化控制可
以实现设备的自动化运行和监控。
5.安全保障：水工艺设备的安全保障包
括防爆、防漏、防火等措施。
在设备的设计和使用过程中，要注意安全问题，确保设备的安全运行。
水工艺设备基础课件
在满足使用要求的前提下，尽量选用价格适中、 来源广泛的材料，降低设备成本。
环保可持续
优先选用可再生、可回收的材料，减少对环境的 负面影响。
质量检测方法与标准
外观检测
1.A 检查材料的表面质量，如平整度、光洁度、颜 色等，确保其符合相关标准。
化学成分分析
1.B 通过化学方法检测材料的成分，确保其符
分类
水工艺设备按照其功能和用途可 分为给水设备、排水设备、污水 处理设备等。
发展历程及趋势
发展历程
水工艺设备经历了从简单机械到自动 化、智能化的发展历程，不断提高设 备的效率和性能。
趋势
未来水工艺设备将朝着高效节能、绿 色环保、智能化等方向发展，以满足 不断增长的用水需求和环保要求。
应用领域与重要性
竞争格局变化
水工艺设备市场竞争加剧，企业需要不断提高技术创新能力和产品质 量，以应对市场变化。
行业发展趋势预测
产业升级与转型
水工艺设备行业将不断向高端化、智能化、绿色化方向发展，实 现产业升级和转型。
跨界融合与合作
水工艺设备行业将与其他领域进行跨界融合和合作，形成新的产业 链和商业模式。
国际市场拓展
水工艺设备基础课件
目录
• 水工艺设备概述 • 水工艺设备基础知识 • 常见类型水工艺设备介绍 • 水工艺设备选材与质量控制
目录
• 水工艺设备在环保产业中的应用案 例
• 水工艺设备发展趋势及前景展望
01 水工艺设备概述
定义与分类
定义
水工艺设备是指用于水的处理、 输送、分配和监控等各个环节的 机械设备和系统。
节能环保技术
研发高效节能、减排降噪的水工艺设备，降低能耗和环境污染。
水工艺设备基础课件
加热到一定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以不同的 速度冷却下来的一种操作。
15
§1.1 金属材料
三、耐蚀金属材料及性能 金属材料的化学性能最主要的是指它的耐腐蚀性。材料抵抗周围 介质对腐蚀破坏的能力称为材料的耐腐蚀性能。耐蚀性不是材料 固有不变的特性，它随材料的工作条件而改变。
优质钢
S、P均应≤0.04%；
高级优质钢 S≤0.03%；P≤0.035%
（3）按用途分类
根据钢的用途主要可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
结构钢主要用于制造各种工程构件和机器零件。这类钢一般属于 低碳或中碳的碳素钢或合金钢。
工具钢主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢一般属于高 碳钢或高碳合金钢。
1、碳钢和普通铸铁的耐蚀性 （1）耐蚀性能 *在淡水、大气、土壤、海水等中性介质中都不耐蚀； *在各类干燥气体和有机溶剂等介质中耐蚀性良好； *在低浓度碱溶液及浓硫酸、浓氢氟酸等介质中，碳钢和普通铸铁表
面能生成稳定的膜，因而是耐蚀的。 （2）影响耐蚀性的因素： 介质组成；铁碳合金的成分和组织；钢铁热处理条件差异。
8
§1.1 金属材料
（3）磷（P） 也是一种有害元素。磷能全部溶于铁素体中，使强度和硬度增加， 会导致塑性和冲击韧性的显著降低。在低温变脆，产生“冷脆” 现象。在某些特殊用途钢中，如含磷的铜钢，可以提高在大气中 的耐蚀性。 （4）锰（Mn） 一种有益的元素。锰是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。 由于锰可以和硫形成高熔点(1600℃)的硫化锰，能减轻硫的有害 作用，并能提高钢的强度和硬度，是低合金钢中的常见元素。 （5）硅（Si） 一种有益的元素。作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。能使钢的 强度、硬度、弹性提高，而塑性、韧性降低。硅作为合金元素， 可以提高钢的耐蚀性和耐热性，但过量的硅会恶化钢的热加工工 艺性能。
水工艺设备基础_教程
1
水 工 艺 设 备 基 础
2
水 工 艺 设 备 基 础
3
水 工 艺 设 备 基 础
4
水 工 艺 设 备 基 础
5
第3章 水工艺设备理论基础
主要内容： 3.1 容器应力理论 3.2 机械传动理论 3.3 机械制造工艺 3.4 热量传递与交换理论
要求：掌握与水工艺设备设计制造有关的机械传动与制造
3.4.1 热传导（导热）
定义：若物体各部分之间不发生相对位移， 仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的 热运动而引起的热量传递称为热传导（导 热）。
特点：粒子只在平衡位置附近振动而不发生 宏观位移。
介质：热传导在固体、液体和气体中均可进 行，但导热的微观机理因物态而异。
3.4.2 对流换热
对流换热定义和性质
3.2.1.3 机械应满足的基本要求
(1)必须达到预定的使用功能，工作可靠，机构精 简。 (2)经济合理，安全可靠，生产率高，效率高，能 耗少，原材料和辅助材料节省，管理和维修费用低。 (3)操作方便，操作方式符合人们的心理和习惯， 尽量降低噪声，有害介质渗漏，机身美观等。 (4)对不同用途和不同使用环境的适应性要强 (如容 易卸、装等 )。
(2) 辐射换热过程 伴随能量转化， 即物体部分 内能→电磁波能→另一物体内 能
(3) 温度高于绝对零度的 一切物体，不论温度高低， 都会不断地发射热射线。总效果为高温物体把 能量传给低温物体。
目录
一、水泵的定义及分类 二、叶片式水泵 三、离心泵
1、离心泵组成 2、离心泵工作原理 3、离心泵的分类 4、动力部分：电动机 5、传动部分：泵 轴、联轴器、轴 承 6、做功部分：叶 轮 四、水泵效率曲线及影响因素
水工艺设备基础知到章节答案智慧树2023年济南大学
水工艺设备基础知到章节测试答案智慧树2023年最新济南大学绪论单元测试1.关于《水工艺设备基础》的正确描述包括（）。
参考答案:内容广泛;给排水科学与工程专业16大核心课程之一;选用的教材是“十二五”国家级规划教材;包括基础知识和典型水工艺设备;跨领域跨学科的交叉型人才第一章测试1.塑料的主要成分是什么？（）。
参考答案:合成树脂2.金属材料的基本性能包括哪些？（）参考答案:机械性能;物理性能;工艺性能;化学性能3.Q345钢是属于下面哪些类型的刚种？（）参考答案:普通碳素结构钢;结构钢;碳素钢4.ABS塑料也叫工程塑料合金，产量非常大大、应用非常广泛，可以用于汽车、电子电器和建材。
（）参考答案:对5.45钢表示含碳约为0.45%的优质碳素结构钢。
（）参考答案:对第二章测试1.金属腐蚀的实质是什么？（）。
参考答案:金属原子被氧化，失去电子2.发生应力腐蚀的三个必要条件包括哪些？（）。
参考答案:一定的静应力;应力的存在;敏感的合金3.下列哪些属于防蚀结构设计的原则？（）参考答案:防止电偶腐蚀、缝隙腐蚀、湍流腐蚀;设备和构筑物的位置要合理;避免残留液和沉积物造成腐蚀;构件形状尽量简单、合理;避免应力过分集中4.外加电流的阴极保护维护检修频繁，需配备直流电源设备。
（）参考答案:对5.对于离心泵来说，空泡腐蚀就是常说的气蚀。
（）参考答案:对第三章测试1.渐开线齿轮中的渐开线是指哪条线？（）。
参考答案:齿廓线2.齿轮传动的主要失效形式有哪些？（）。
参考答案:轮齿折断;齿面塑性变形;齿面点蚀;齿面磨损3.刨削特点包括（）。
参考答案:一把刀具,单程工作;切削速度较低;刀具简单、灵活;生产率较低；;适合狭而长的表面4.椭球壳上的最大膜应力在顶点处。
（）参考答案:对5.空间齿轮机构常见类型包括锥齿轮机构、交错轴斜齿轮机构、蜗杆传动机构。
（）参考答案:对第四章测试1.卧式容器的三大类支座中，应用最广的是圈座.。
（）参考答案:错2.法兰连接由哪些部件组成？（）。
第3章 水工艺设备理论基础(10.14)
3.1.3 回转薄壳的薄膜应力
回转薄壳承受内压后，在经线方向和纬线方向 都要产生伸长变形，所以，在经线方向将会产 生经向应力ζm，在纬线方向会产生环向应力 ζθ 。由于轴对称，故同一纬线上各点的经向 应力ζm和环向应力ζθ均相等。 由于水工艺所涉及的壳体基本为薄壳，可以认 为，ζm、ζθ在壳壁厚度上均匀分布
(3)圆筒的有效厚度
3.1.2 回转曲面与回转薄壳
回转曲面：以一条直线或平面曲线作母线， 绕其同平面的轴线(即回转轴)旋转一周就 形成了回转曲面。 以回转曲面作为中间面的壳体称作回转壳 体。 内外表面之间的法向距离称为壳体厚度。 对于薄壳，常用中间面来代替壳体的几何 特性。
3.1.2 回转曲面与回转薄壳
长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头，构成一个封闭的压力空 间，也就制成了一台压力容器外壳。
圆柱形筒体按其结构可分为：
单层式: 筒体的器壁在厚度方向是由一整体材料所构 成，即器壁只有一层（为防止内部介质腐蚀， 衬上的防腐层不包括在内）。 单层筒体按制造方式又分为单层卷焊式、整 体锻造式、锻焊式等几种。 组合式: 筒体的器壁在厚度方向是由两层或两层以上 互不连续的材料构成。 组合式筒体按结构和制造方式又可分为多层 式和缠绕式两大类:
3.1.1.2 容器的分类
(3)按容器材料分为
1)金属容器 常用于容器制作的金属材料是低碳钢和普通低合金 钢。当介质腐蚀性较大时可使用不锈钢、不锈复合钢板或铝 制容器。 · 2)非金属容器 常用于制作容器的非金属材料有聚氯乙烯、玻璃 钢、陶瓷、木材、橡胶等。非金属材料可以独立制作容器， 也可以作为容器的部分构件和衬里。
第3章 水工艺设备理论基础
3.1.1 概述
水工艺设备基础
水工艺设备基础汇报人：日期:•水工艺设备概述•水处理设备•水输送设备目录•水处理工艺流程与设备选型•水工艺设备维护与管理•水工艺设备发展趋势与挑战01水工艺设备概述水工艺设备是指用于水处理、供水、排水等工艺过程的设备，包括各种泵、阀门、管道、水箱、消毒设备等。
定义根据用途和功能，水工艺设备可分为多种类型，如净水设备、污水处理设备、供水设备等。
分类定义与分类通过使用各种水处理设备，可以去除水中的杂质、污染物和有害物质，提高水质，保障人们的健康。
提高水质节约水资源环境保护合理使用水工艺设备，可以有效地节约水资源，减少浪费，提高水资源的利用效率。
污水处理设备可以将废水中的有害物质进行处理，减少对环境的污染，保护生态环境。
030201设备的重要性随着科技的发展，水工艺设备逐渐向智能化方向发展，实现远程监控、自动化控制和故障诊断等功能。
智能化为了提高处理效率，水工艺设备需要不断改进和优化，采用更先进的技术和材料，提高设备的处理能力和效率。
高效化随着环保意识的提高，水工艺设备需要更加注重环保和节能，采用环保材料和低能耗技术，减少对环境的影响。
绿色化设备的发展趋势02水处理设备去除水中的大颗粒杂质和悬浮物，保护后续处理设备免受堵塞。
格栅通过重力作用将水中的无机颗粒沉淀，以便后续处理。
沉砂池增加水中的溶解氧，促进有机物的氧化分解。
预曝气池预处理设备快滤池通过快速过滤去除水中的悬浮物和部分有机物。
慢滤池通过慢速过滤去除水中的细小颗粒和有机物。
砂滤池通过砂粒的过滤作用去除水中的悬浮物和有机物。
紫外线消毒设备通过紫外线照射破坏细菌和病毒的DNA结构，达到消毒目的。
氯消毒设备通过向水中加入氯气或漂白粉等消毒剂，杀灭水中的细菌和病毒。
臭氧消毒设备通过向水中加入臭氧，杀灭水中的细菌和病毒。
向水中加入各种化学药剂，如混凝剂、助凝剂、pH调节剂等。
加药设备对过滤器进行反冲洗，去除滤料上的杂质和污垢。
反冲洗设备对水处理过程中的各种参数进行实时监测和控制。
水工艺设备基础(终极)
水工艺设备基础第一章水工艺设备常用材料1、水工艺设备常用的金属材料：主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、金属材料的基本分类：3、钢的分类：按化学成分分类：主要分为碳钢和低合金钢按质量分类：按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢 S≤0.055％；P≤0.045％；优质钢 S、P均应≤0.040％；高级优质钢 S≤0.030％；P≤0.035％按用途分类：主要可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
4、普通碳素结构钢：这类钢主要保证机械性能，故其牌号用Q+数字表示。
若牌号后面标注A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。
若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢（脱氧不完全的钢），未加标注的为镇静钢。
例如：Q235-A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
这类钢按其屈服强度的大小有Q195、Q215、Q255、Q275等牌号。
5、合金结构钢：这类钢的编号是利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。
前面的两位数字代表钢中平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素。
元素后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。
如果低于1.5％，则不标含量。
如果大于1.5％、2.5％、3.5％....，则相应的以2、3、4....表示。
例如 12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12％，平均含铬量小于1.5％，平均含镍量为3％。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字，例如20Cr12Ni14WA。
6、金属材料的化学成分（C、P、S）硫、磷元素多了会有哪些不好？S含量必须严格控制，硫不溶于铁，以FeS形式存在，与Fe形成低熔点的共晶体，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。
硫含量高还使材料的断裂韧性降低。
P磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑型和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Mn
硫形成高熔点（1600 ℃）硫化锰，减轻硫的有害
作用，提高钢的强度和硬度。
Si
能使钢的强度、硬度和弹性提高，而塑性、韧性降低。 作为合金元素，可以提高钢的耐热、耐蚀性。
（二）物理性能
密度
熔点 热膨胀系数 导热性
导电性 弹性模量
线膨胀系数：材料在温度变化1℃时单位长度的伸缩变化值。 弹性模量：材料在弹性极限内应力与应变的比值。
工具钢 ：主要用于制造各种刀具、量具、模具属于高碳钢 或高碳合金钢。
特殊性能钢：具有特殊物理性能或化学性能的钢，如不 锈钢、耐热钢、耐磨钢等，属于高合金钢）
钢材料
（二）钢的编号
1、普通碳素结构钢
牌号表示：这类钢主要保证机械性能，故用Q+数字表示，其中 “Q”为“屈”字的汉语拼音字头，数字表示屈服强度值 例如： Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢 Q195，Q215，Q255，Q275等牌号 若牌号后面标注A，B，C，D，则表示钢材质量等级不同，其中 A级最低，D级最高。若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢，未 加标注的为镇静钢。 例如：Q235－A•F 表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢
如T8A，T13A
4.合金结构钢
编号方法：“两位数字（钢中平均含碳量的万分之几） ＋元素符号（钢中所含的合金元素）＋数字（该合金 元素平均含量的百分之几）” 如果合金平均含量低于1.5%，则不标明含量； 如果合金平均含量大于1.5%，2.5%，3.5%.....， 则相应的以2、3、4…….表示。
金属中自由电子易吸收光能并以光发射的形式 重新放出，因而金属对光具有良好的反射性能。
第一节 金属材料
一、金属材料的分类 （一）钢的分类
1、按化学成分
碳钢
合金钢
低碳钢 （C<0.25%）
中碳钢 （C＝0.3%～0.55%）
低合金钢 (合金元素总量<5%）
中合金钢 (合金元素总量5%~10%)
疲劳强度
持久强度
韧性
硬度
冲击韧性
断裂韧性
无塑性转变温度
1.材料的弹性和塑性
弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后又能恢复其原来形 状的性能。
塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。 × 用塑性良好的材料制造压力容器，可以承受局部高应力，并允许发生
小量的局部塑性变形，同时又不使整个容器丧失承载能力。
导热系数：当温度梯度（温差与器壁厚度的比值）为1k/m， 每小时通过每平方米传热面积传过的热量，单位W/(m•K)。 导热系数越大，材料的导热性能越好。
换热器应选用导热系数大的材料，而作为设备保温用的材料， 应选用具有较小导热系数的材料。
（三）机械性能
弹性和塑性
强度
抗拉强度
蠕变强度
屈服强度
例1：12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含 铬量小于1.5%，平均含镍量为3％。
例2：30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、 硅三种合金元素的含量均小于1.5%。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字。
5.合金工具钢
编号与合金结构钢相似，仅含碳量的表示方法 有所不同。
C
含碳量提高，钢的强度、硬度不断提高，塑性、韧性
下降，对焊接不利。
S
FeS存在， FeS与Fe形成低熔点的共晶体（熔点为 989℃)，产生热脆现象。
磷能全部溶于铁素体中，使钢的强度及硬度增加，
P
但会导致塑性和冲击韧性的显著降低，特别在低温
时使钢材显著变脆，产生冷脆现象。
Mn是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。与
第一章 水工艺设备常用材料
水工艺设备常用材料
无
ห้องสมุดไป่ตู้
金
机
属
非
材
金
高 分 子
复 合 材
料
属
材
材 料
料
料
第一节 金属材料
金属晶体结合的特点：外层电子的共有 化（金属键结合）
金属键结合的特点使得金属具有良好的塑性和 变形能力。
由于外层共有电子在晶体中可以自由运动，因 而金属一般具有良好的导电性和导热性。
2、优质碳素结构钢
优质碳素结构钢主要用于制造各种机器零件。 这类钢的硫，磷含量都限制在0.040%以下。 编号方法：采用两位数字表示钢中平均含碳量为万分之几。 如：45钢表示含碳量为0.45%(万分之四十五)左右的优质碳素结构钢； 如：08钢表示含碳量为0.08%左右的低碳钢。 若钢中含锰较高则在钢号后面附以锰的元素符号Mn，如15Mn,45Mn等。
高碳钢 (C>0.6%)
高合金钢 (合金元素总量>10%)
2、按质量 普通钢
(S 0.055%; P 0.045%)
优质钢
(S 0.040%; P 0.040%)
高级优质钢
(S 0.030%; P 0.035%)
结构钢
3、按用途 工具钢 特殊性能钢
结构钢：主要用于制造各种工程构件和机器零件，属低碳钢 或中碳钢、合金钢。
水工艺设备基础
教师： 邵 青
课程内容
前三章——基础知识，包括 1、水工艺设备常用材料的分类、性能
2、材料的腐蚀防护原理、材料的保温
3、水工艺设备理论基础（容器应力理论、机械传 动原理、机械制造工艺、热量交换理论）
后七章——水工艺设备，包括 容器(塔)设备、搅拌设备、换热设备、分离设 备、污泥处置设备和投药设备。
当合金工具钢的含碳量大于或等于1.00 %时， 其含碳量不予标出；含碳量小于1.00 %时， 以千分之几表示。
如：9SiCr钢，其平均含碳量为0.9 %，硅和 铬的平均含量小于1.5%。
二、金属材料的基本性能
化学性能
金属材料基本性能
物理性能
机械性能
加工性能
C
化学成分
S P
Si Mn
（一）化学性能
3、碳素工具钢
一般为高碳钢，含碳量介于0.65 %～1.35%。硫、 磷含量限制严格，属于优质钢。当硫，磷含量分别 限制在0.030%以下时则为高级优质工具钢。
编号方法：以“T”（碳的汉语拼音字头）开头，后 面数字表示含碳量的千分之几。
如：T8表示平均含碳量为0.8％的碳素工具钢 T13表示平均含碳量为1.3％的碳素工具钢 若为高级优质碳素工具钢，则在编号最后加以“A”，
2．材料的强度
强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
（1）抗拉强度：金属材料试样在拉断前所能承受的最大应力（MPa）