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化工设备机械基础

• ⑤产品总成本：是生产中一切经济效果的综合反映。一般要求产品的总成本愈低愈好，但如果一个化工设备是生产中间产品，则为了使整个生产的最终产品的总成本为最低，此中间产品的成本就不一定选择最低的指标，而应从整个生产系统的经济效果来确定。
• 三、容器零部件的标准化
• 1．标准化的意义
• ①组织现代化生产的重要手段之一。实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成本从而提高产品的竞争能力。
金属腐蚀破坏的形式: 均匀腐蚀与非均匀腐蚀（又称局部腐蚀）
金属设备的防腐措施：
1、衬覆保护层 2、电化学保护 3、缓蚀剂
第二章容器设计的基本知识
• 一、容器的分类与结构 • （一）结构
• （二）分类 • 第一种：按设计压力分类 • 按承压方式，压力容器可分为内压容器与外压容器。 • 内压容器又可按设计压力（P）大小分为四个压力等级：：
一化学腐蚀：金属遇到干燥的气体或非电解质溶液而发生化学作用所引起的腐蚀。其产物在金属的表面，腐蚀过程中没有电流的产生。
二氢腐蚀：氢气在较低温度和压力(＜200℃，＜5.0MPa)下对普通碳钢及低合金钢不会有明显的腐蚀，但是在高温高压下则会对它们产生腐蚀，结果使材料的机械强度和塑性显著下降，甚至损坏，这种现象常称为“氢腐蚀”。
（也是通过试验方法获得，一般在油压机上进行弯曲试验，测定材料的缺口敏感性。）
• 4.硬度： • 衡量材料软硬的一个指标 • 总之，在材料的力学性能所包括的强度、塑性、韧性、硬度四个指
标中， • 强度和塑性占主导地位，但使用时要考虑温度的变化。二化学性能（主要指耐腐蚀性和抗氧化性） • 1、耐腐蚀性： • 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能

(完整版)化工设备机械基础(化机)

❖ 知识经济到来，把知识与经济紧密结合起来，经济对知识的依赖培增。知识分子要体现知识的价值，但有钱无知不算富。
❖ 知识就是力量，知识更是金钱。长远看，资本家不如知本家。知识本身不是力量，应用产生力量。科技价值不在获取，而在于利用。
青年是科技创新的主力
英剑桥： ●牛顿（23岁）建立微分学、（26岁）建立积分学。
（获奖者创造高峰期在25—45岁之间）
青年是科技创新的主力
● 02年岛津公司没上过研究生的小职员田中耕一（42岁），发明蛋白质的分离方法，可准确识别癌细胞，获诺贝尔奖。 ● 比尔盖茨21岁创办微软公司，改变了时代发展进程，连续 8年世界首富。创新必须创业，创新通过创业来表达。 ● 黄昆27提出“黄散射”，32岁与诺奖得主玻恩合写了《晶格动力学理论》等。
件所受的已知外力求取未知外力。
解决这个问题的步骤是：第一步是通过受力分析，确定未知的约束反力力线方位；
第二步是研究物体的受力平衡规律，利用这一规律求取未知外力。
例题：p27,1-5,©
●俄国24岁Tswett《色谱分析原理》7页博士论文使难以分离的化合物，用一把剪刀可剪开。在此基础上，Martin1952年获诺贝尔化学奖。
●04年诺贝尔物理奖：加州大学32岁的葛洛斯与其22岁研究生威塞克发现“夸克局限”现象。加州理工学院研究生24岁普利泽发现“渐近自由”，至此解决了“夸克禁闭”现象。
工程力学的今朝
牛顿运动定律的建立和从此以后力学研究的历史大致可分为四个时期:
1. 从17世纪初到18世纪末，经典力学的建立和完善化;
2. 19世纪，力学各主要分支的建立;
3. 从1900年到1960年，近代力学，它和工程技术特别是航空、航天技术密切联系;

化工设备机械基础

1什么是外压容器的临界压力？临界压力与哪些因素有关？答：导致容器失稳的最小外压力或保持容器不失稳的最大外压力，称为外压容器的临界压力、用p cr表示。

临界压力与容器的几何尺寸、材料、制造质量等因素有关。

2、在外压薄壁圆筒上设置加强圈的作用是什么？答：当圆筒的壁厚确定时，设置加强圈可减小圆筒的计算长度、增大临界压力，从而提高容器承受外压力的能力；当承载要求确定时设置加强圈可减小圆筒的壁厚，从而节省材料。

3、什么是第一、二曲率半径？第一曲率半径——经线上任一点的曲率半径就是旋转壳体在该点的第一曲率半径，用r1表示。

R1=K O1，O1为第一曲率中心。

第二曲率半径——用过K点并与经线在K点的切线垂直的平面切割中间面，所得交线为一曲线，此曲线在K点的曲率半径称为旋转壳体在该点的第二曲率半径，用r2表示。

R2=KO2，O2为第二曲率中心。

4法兰联接是由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和螺母组成5、压力容器法兰的密封面有平面型、凹凸型和榫槽型三种形式7、补强有整体补强和局部补强，常用的局部补强结构有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强8失稳分为整体和局部失稳，整体又分为侧向和轴向失稳9薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。

问题a：筒体上开椭圆孔，如何开?应使其短轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度，使环向应力不致增加很多。

10，筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝，故纵焊缝易裂，4、简述压力容器法兰和管法兰公称直径的定义。

压力容器法兰的公称直径是指与法兰相配套的容器或封头的公称直径，对于用钢板卷制的圆筒公称直径就是其内径，对用无缝钢管制作的圆筒其公称直径指钢管的外径。

管法兰的公称直径（为了与各类管件的叫法一致，也称为公称通径）是指与其相连接的管子的名义直径，也就是管件的公称通径。

3、管壳式换热器按其结构特点有管壳式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器和填料函式换热器等形式2、管壳式换热器的管板和管子胀接连接的原理是什么？胀接连接是利用管子与管板材料的硬度差，使管孔中的管子在胀管器的作用下直径变大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形，胀管后管板在弹性恢复力的作用下与管子外表紧紧贴合在一起，达到密封和紧固连接的目的。

化工设备机械基础(基础知识)

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1、化工设备基础知识化工容器的基本结构(生产过程:工艺和设备) 1 化工容器的基本结构(生产过程:工艺和设备) 由于化工设备的适用场合不同，由于化工设备的适用场合不同，设备内部的结构也不但它们都有一外壳，这一外壳称为容器，同，但它们都有一外壳，这一外壳称为容器，故化工设备又称为化工容器。

又称为化工容器。

化工容器的特点：经常在高温、高压场合下工作，化工容器的特点：经常在高温、高压场合下工作，内部的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。

的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。

化工容器的结构组成化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等。

图 1-1卧式容器的结构简图2 、化工容器的分类不同类型的化工容器虽然服务对象不同、不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件各异、结构形式多样，各异、结构形式多样，但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器。

积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器为了了解各种压力容器的结构特点、为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及设制造、管理等方面的要求，计、制造、管理等方面的要求，需对压力容器进行分本课程着重介绍中国《类，本课程着重介绍中国《压力容器安全技术监察规中的分类方法。

程》中的分类方法1）.按压力容器的工艺用途分类（1）反应压力容器（R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压反应压力容器（）：主要用于完成介质的物理、主要用于完成介质的物理力容器。

力容器。

代表设备：反应器、分解塔、代表设备：反应器、分解塔、合成塔（2）换热压力容器（E）：主要用于介质热量交换的压力容器。

换热压力容器（）：主要用于介质热量交换的压力容器。

主要用于介质热量交换的压力容器代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。

精品资料精品文档化工设备机械基础

1.2 材料的性能 (cáiliào)
〔2〕缺口敏感性在带有一定应力集中的缺口条件下，材料抵抗
裂纹扩张的能力，是在静载荷下抵抗裂纹扩张的能力，这一点(yī diǎn)与冲击韧性不同。两者都属于材料的韧性范畴。
〔也是通过试验方法获得，一般在油压机上进行弯曲试验，测定材料的缺口敏感性。〕
第二十三页，共八十页。
绪论
化工生产和化工机械
化工生产是以流体〔气体、液体、粉体〕为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生产过程不仅(bùjǐn)取决于化学工艺过程，而且与化工机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方面为化学工艺效劳，另一方面又促进化学工艺过程的开展。
延伸率和断面收缩率越大，表示金属材料的塑性越好。〔3〕冷弯角
对焊接工艺试板和产品，必须做冷弯实验。
第十九页，共八十页。
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2023/12/31
1.2 材料的性能 (cáiliào)
3、硬度
衡量材料软硬的一个指标，一般用：
布氏硬度〔HBS、HBW〕，较软；
洛氏硬度-----HRC，较硬；维氏硬度----HV，另有显微硬度。
韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生断裂的。
第十二页，共八十页。
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2023/12/31
1.2 材料的性能 (cáiliào)
〔1〕屈服点〔σs〕
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加时，仍继续(jìxù)发生明显的塑性变形，这种现象，习惯上称为“屈服〞。发生屈服现象时的应力．即开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点〞，用σs (MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。

化工设备机械基础

四、梁横截面上的正应力
1）纯弯曲：指梁横截面上只有弯矩，而剪力为零的弯曲。
2）☆横截面上弯曲应力的分布规律：①横截面上任一点的正应力与该点到中性轴的距离y成正比；②距中性轴同一高度上的各点的正应力相等，其他条件不变，中性轴上的各点正应力为0；③在中性轴的一边是拉应力，另一边是压应力，E和ρ为定值时，正应力的最大值在横截面的上、下边缘处。
☆剪切面与挤压面的判定：剪切面与外力平行，挤压面与外力垂直。
二、圆轴扭转时的外力和内力【例5-3】习题5-2
1）若在杆件的不同截面上受到的力偶（或力矩）作用时，杆的横截面将绕轴线发生相对转动，纵向直线变成螺旋线。杆件的这种变形称为扭转变形。以扭转变形为主的直杆称为轴。
2）
3）扭转时的内力—内力偶矩（扭矩）
轴中任一横截面上的扭矩等于该截面任一边所有外力偶矩的代数和，即
☆扭矩符号的规定：按右手螺旋法则将扭矩用矢表示，当矢的方向离开截面为正，指向截面为负。☆扭矩图，作图时，取平行于轴线的坐标表示各截面的位置，以垂直于轴线的坐标表示各相应截面上扭矩的大小和正负。
三、圆轴扭转时的应力
1）横截面上剪应力的分布规律：圆轴横截面上某点的剪应力τρ与该点到圆心的距离ρ成正比，圆心处τ为零，轴表面τ最大。
☆力偶对矩心O点的力矩只与力F和力偶臂d的大小有关，而与矩心位置无关。
力偶的性质（判断题）
①力偶无合力。力偶只能与力偶等效，若在同一平面内的两个力偶，它们的力偶矩大小相等，转向相同，则是彼此等效的力偶。
②力偶在其作用面内任意移动，而不改变它对刚体的作用，即力偶对物体与它在作用面内的位置无关。
③在保持力偶矩的大小和转向不变的条件时，可以任意改变力和力偶臂的大小，而不会改变力偶对刚体的作用。
3）作用在梁上的外载荷，有三种形式：①集中力、②集中力偶、③均布载荷

化工设备机械基础知识点

《化工设备机械基础》部分知识点1．工程结构物、机器和设备都是由构件组成的，这些构件在外力作用下能够安全可靠地进行工作，需要满足（强度条件）、（刚度条件）和（稳定性条件）等三个力学条件。

2．将原物体用一理想化的模型——（刚体）来代替3．（力偶）对刚体只产生（转动效应）而没有（移动效应），这与一个力单独作用是不同的。

因此，力偶不能与一个力等效，也就不能与一个力平衡。

4．材料力学对变形固体所做的四条假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设。

5．物体在外力作用下会产生变形，基本变形形式主要有：（轴向拉伸或轴向压缩）、（剪切）、（扭转）、（弯曲）。

当外力卸除后，物体能完全或部分恢复其原有的，其中，随外力卸除而消失的变形称为（弹性变形），不能消失的变形称为（塑性变形）或（残余变形）。

6．轴向拉伸或压缩杆件的受力特点是：（外力合力的作用线与杆的轴线重合），其变形特点是：（杆件沿轴线方向伸长或缩短）。

7．截面法求内力的基本方法，其步骤如下（截）（代）（求）（1）截 :欲求某一截面上的内力时，就沿该截面假想地把构件分成两部分，取一部分作为研究对象，弃去另一部分;（2）代 :用作用于截面上的内力代替弃去部分对留下部分的作用（3）求: 对留下部分用平衡方程求解内力。

8．根据应力应变图表示的试验结果，低碳钢拉伸过程可分成（弹性阶段）（屈服阶段）（强化阶段）（局部变形阶段）四个阶段。

9．n称作安全因数。

10．因构件截面尺寸突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为（应力集中）。

11．如果梁的支座反力仅利用静力平衡方程便可全部求出，这样的梁称为（静定梁），常见的静定梁有（简支梁）、（外伸梁）和（悬臂梁）。

12．最大拉应力理论（第一强度理论），最大伸长线应变理论（第二强度理论），最大切应力理论（第三强度理论），畸变能密度理论（第四强度理论）13．容器按使用功能分为（反应设备）、（换热设备）、（分离设备）、（储运设备）；14．容器一般是由几种壳体（如圆柱壳、球壳、圆锥壳、椭球壳等）组合而成，再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔、视镜等零部件。

化工设备机械基础

化工设备机械基础期末复习题型：1、判断题2、解释题3、填空题4、简答题5、计算题6、论述题一、重要的定理、原理、准则1、力的平行四边形法则或三角形法则：作用于同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的大小和方向是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线矢量，其作用点不变。

也即：合力等于两分力的矢量和。

圆轴扭转时的强度条件虎克定理：纯弯曲时梁横截面上任一点的正应力与该点到中性轴的距离成正比，距中性轴同一高度上各点的正应力相等。

适用条件：1.材料是均匀的，各向同性的：厚度无突变，材料物理性能相同；2.轴对称——几何轴对称，材料轴对称，载荷轴对称，支撑轴对称；3.连续——几何连续，载荷（支撑）分布连续，材料连续。

4.壳体边界力在壳体曲面的切平面内：无横向剪力和弯距作用，自由支撑等；5. δ/DI ≤0.1 (薄壁容器)压力容器强度设计步骤6-7计算法则与符号规定轴力的计算法则：受轴向外力作用的直杆，其任意截面上的轴力，在数值上等于该截面一侧所有轴向外力的代数和。

背向该截面的外力取正值，指向该截面的外力取负值。

轴力正负号：拉为正压为负剪力的计算法则：任一横截面上的剪力在数值上等于该截面一侧所有横向外力的代数和（取其绝对值）。

弯矩的计算法则：任一截面上的弯矩，等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和。

其中向上的外力，其矩为正；向下的外力，其矩为负。

化工设备材料选择要考虑哪些因素？设备的操作条件——压力、温度、介质特性、操作特点；材料的使用性能——力学性能、物理性能、化学性能；加工工艺性能——焊接性能、热处理性能、冷弯性能及其他冷热加工性能；经济合理性及设备结构——材料价格、制造费用和使用寿命。

碳钢与铸铁钢铁的组成 = 95%以上铁+（0.05 -- 4%）碳+1%杂质——铁碳合金含碳量0.02~2% 为钢；含碳量＞2% 为铸铁；含碳量＜0.02% 为工业纯铁；含碳量＞ 4.3% 无实用价值。

钢号表示法例：优质碳素钢——08F 20 R低合金钢——16MnR 16——含碳量0.16%；M n——合金元素；R ——容器钢。

化工机械设备基础(DOC)

第一章刚体的受力分析及平衡规律一、基本概念1、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。

约束：限制非自由体运动的物体。

（三种约束）二、力的基本性质三、二力平衡定律三力平衡定理三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。

四、平面汇交力系、平面一般体系五、力的平移定理力的平移定理: 作用在刚体上的力可以平移到刚体内任意指定点，要使原力对刚体的作用效果不变，必须同时附加一个力偶，此附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的力矩，转向取决于原力绕新作用点的旋转方向。

第二章金属的力学性质一基本概念弹性模量：材料抵抗弹性变形的能力⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑000o m Y X拉伸试件的横向线应变与纵向线应变之比的绝对值。

线应变：反应杆的变形程度，杆的相对伸长值。

蠕变：金属试件在高温下承受某已固定的应力时，试件会随着时间的延续而不断发生缓慢增长的塑性形变。

应力松弛：总变形量保持不变，初始的弹性变形随时间的推移逐渐转化为塑性变形并引起构件内应力减小的现象二拉伸曲线 (重要，看书！！！)第四章直梁的弯曲中性层：梁内纵向长度既没有伸长也没有缩短的纤维层。

中性轴：中性层与横截面的交线。

剪力与弯矩的计算剪力：抵抗该截面一侧所有外力对该截面的剪切作用，大小应该等于该截面一侧所有横向外力之和。

弯矩：抵抗该截面一侧所有外力使该截面绕其中性轴转动，大小应等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取距之和。

剪力的符号约定εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变计算剪力的法则：梁的任一横截面上的剪力等于该截面一侧所有横向外力的代数和；截面左侧向上的外力和截面右侧向下的外力取正值，截面左侧向下的外力和截面右侧向上的外力取负值。

据此法则：截面左侧 Q 左=R A －P 1截面右侧 Q 右=P 2 + P 3 －R B弯矩的符号约定计算弯矩法则：梁在外力作用下，其任意指定截面上的弯矩等于该截面一侧所有外力对该截面中性轴取矩的代数和；凡是向上的外力，其矩取正；向下的外力，其矩取负值。

化工设备机械基础

§1-1力的概念及其性质
一、力的概念 1、力—物体间的相互作用称之为力 2、力的作用效果运动状态改变—外效应产生形状改变—内效应。刚体—受力后不发生变向作用点。 4、力的单位： N; 1 kgf=9.8N 5、是一矢量：用有向线段表示。刚体—受力后不发生变形的物体。在对构件进行受力分析时，都把物体视为刚体。
平面汇交力系的平衡条件： ∑X=0 ∑Y=0 例题1-3
二、平面汇交力系的平衡
小结： 1、研究对象应既包括已知外力、又包括待求
外力。 2、凡是在平衡方程中出现的数值和符号都必须标注在分离体受力图上。 3、应使坐标轴的方位尽可能与较多的力线平行或垂直。 4、方程的建立必须以分离体受力图为基准。当选取两个分离体时，应指明方程与受力图的对应关系； 5、建立方程时，如果可能，宜首先建立只包含一个未知量的方程，并及时将该未知量解出后再建立第二个方程；
小结：刚体的受力分析要领
4、约束反力的画法只取决于约束的性质，不要考虑刚体在主动力作用下企图运动的方向 5、画约束反力重要的是确定力线方位，力的指向在无法判定时可以任意假定。 6、利用二力杆定力线方位，不能确定时可用两个正交分力代替。
第二次课要求
掌握： 1、刚体受力分析要领 2、平面汇交力系的平衡条件： ∑X=0 ∑Y=0 3、平面汇交力系的平衡条件的应用
第一篇力学基础
构成化工设备的元件—杆件、平板、壳体。
第一章刚体的受力及平衡规律
核心—由已知力求解未知力。一、必须掌握的基本概念 1．力、力矩、力偶、力偶矩的定义。 2．力和力偶的性质。 3. 约束的特点及 “约束反力”的表达方法。 4．力的平移定理的内容、实质、应用。二、刚体受力分析

化工设备与机械基础知识1

41
职业性毒物危害程度分级
（ 3 ）中度危害（ Ⅲ 级）最高允许浓度为 1 .0～ 10mg / m3 ，如二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇等。（ 4 ）轻度危害（Ⅳ级）最高允许浓度大于或等于 10mg / m3，如氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮等介质。易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于 10 % ，或爆炸上限、下限之差大于或等于 20 ％的气休，如一甲胺、乙烯、乙烷、丙烷、丁烷、环氧乙烷、三甲胺、丁二烯等。
26
储罐
27
典型压力容器的结构
28
典型压力容器的结构
• 基本承压部件 1.筒体 2.封头 3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件） 4.开孔(人孔/手孔) 5.接管 6.支座 • 附件 7.安全附件（安全阀、爆破片） 8.测量与控制仪表
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压力容器分类
1、按设计压力分类
低压容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。中压容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。
设备高级主管 2013—至今久泰源（准格尔）有限公司项目管理部设备组助理工程师
炼油、化工企业的雄姿
100万吨/年煤直接液化装置
3
500万吨/年常减压蒸馏装置
4
60万吨/年乙烯装置
5
煤气化装置
6
Shell煤气化装置
7
60万吨/年MTO装置
8
空分装置一拖二压缩机组
9
化工设备是化工工艺的基础, 是实现化工生产的重要工具
34
压力容器分类
压力容器的危害性还与其设计压力p和全容积V的乘积有关， pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。为此，《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危害程度以及容器品种的综合分类方法，有利于安全技术监督和管理。

化工设备机械基础

A
B
O
m
m
O
B
A
扭转角（）：任意两截面绕轴线转动而发生的角位移。剪应变（）：直角的改变量。
m
m
O
B
A
§4-3 扭转变形的概念
பைடு நூலகம்
工程实例
4-3 扭转变形的概念
*
4-4 传动轴外力矩的计算
一、传动轴的外力偶矩传递轴的传递功率、转速与外力偶矩的关系：
其中：P — 功率，千瓦（kW） n — 转速，转/分（rpm）
m
b
h
L
剪应力和挤压应力的强度校核
综上，键满足强度要求。
m
d
P
b
h
L
*
解：键的受力分析如图
例3 齿轮与轴由平键（b=16mm，h=10mm，）连接，它传递的扭矩m=1600Nm，轴的直径d=50mm，键的许用剪应力为[]= 80M Pa ，许用挤压应力为[ jy]= 240M Pa，试设计键的长度。
([] 称为许用剪应力。)
强度计算三方面：
① 校核强度：
② 设计截面尺寸：
③ 计算许可载荷：
*
[例2] 功率为150kW，转速为15.4转/秒的电动机转子轴如图，许用剪应力 []=30M Pa, 试校核其强度。
T
m
解：①求扭矩及扭矩图
②计算并校核剪应力强度
③此轴满足强度要求。
二、扭矩及扭矩图 1 扭矩：构件受扭时，横截面上的内力偶矩，记作“T”。 2 截面法求扭矩
m
m
m
T
*
§4-4 传动轴外力矩的计算
4 扭矩图：表示沿杆件轴线各横截面上扭矩变化规律的图线。
目的

化工设备机械基础资料

编辑：LZY化工设备机械基础1、【例1-1】试画出梁的受力图。

2、【例1-8】试画出梁的受力图3、 1-3 如图所示,试画出AB杆的受力图。

5、根据应力应变图表示的试验结果,低碳钢拉伸过程可分成四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。

6、铸铁拉伸时的力学性能：灰口铸铁是比较典型的脆性材料，没有屈服和颈缩现象,拉断前的应变很小,断后伸长率也很小。

8、9、10、11、提高梁弯曲强度和刚度的措施: 合理安排梁的受力情况、选择合理的截面形状、合理控制外力12、引起构件产生交变应力的原因主要有以下两种:载荷作周期性变化、载荷不变化13、影响构件持久极限的因素：构件外形的影响、构件尺寸的影响、构件表面质量的影响。

14、提高构件疲劳强度的措施：减缓应力集中、降低表面粗糙度、增加表面强度。

15、在化工厂和石油化工厂中,有各种各样的设备。

这些设备按照它们在生产过程中的原理,可以分为反应设备、换热设备、分离设备和储运设备。

16、。

通常,厚度与其最大截面圆的内径之比小于等于0.1,即δ/D i≤ 0.1或Κ=D0/D i≤ 1.2(D0为容器的外径,D i为容器的内径, δ为容器的厚度)的容器称为薄壁容器,超过这一范围的称为厚壁容器。

大题17、容器零部件的机械设计须满足如下要求:(1)强度指容器抵抗外力破坏的能力。

容器及其构件应有足够的强度,以保证安全生产。

(2)刚度指构件抵抗外力使其发生变形的能力。

(3)稳定性是指容器或构件在外力作用下维持其原有形状的能力。

(4)耐久性化工设各的耐久性是根据所要求的使用年限来决定的。

化工设备的设计使用年限一般为10~15年。

(5)密封性化工设各的密封性是一个十分重要的问题。

设备密封的可靠性是安全生产的重要保证之一。

(6)节省材料和便于制造化工设备应在结构上保证尽可能降低材料消耗。

尤其是贵重材料的消耗,同时,在考虑结构时应使其便于制造,保证质量。

应尽量减少或避免复杂的加工工序,尽量减少加工量。

化工设备机械基础知识总结

化工设备机械基础知识总结一．拉伸与压缩1.内力（正应力）：σ=N/A=F/A 单位：MPa=N/mm²2.强度条件：σmax=N/A≤[σ].通过强度条件校核强度：σmax=N/A ≤[σ]，截面设计：A≥N/[σ] ,确定许用载荷：N≤[σ]/A.3.应变：纵向应变：ε=ΔL/L.虎克定律：①ΔL=FL/EA,推出：σ=Eε. 二．弯曲1.内力：①剪力弯矩通过截面法受力分析可得。

②应力：σ=Eε=Ey/ρ.ρ(变形的曲率半径) y(该点到中性层的距离)计算公式：σ=My/Ιz M同一截面的弯矩由受力分析可得，y到中性轴的距离，Ιz 横截面惯性矩，矩形截面：Ιz=bh³/12,圆形截面：Ιz=πD4/64.最大正应力：σmax= M/W Z,抗弯截面模量W z，W z=Ιz/y max，Y max是上下边缘到中性轴的距离。

2.应变：ε=y/ρ，ρ(变形的曲率半径) y(该点到中性层的距离)。

3.强度条件：σmax=M max/W z≤[σ],校核强度:M max/W z≤[σ]，截面设计:W z ≥M max/[σ]。

4.提高梁弯曲强度的主要途径：①选择合理的截面：（1）根据应力分布规律的选择：可以将矩形截面靠近中性轴的这部分的面积移到离中性轴较远的上下边缘作为翼板。

（2）根据截面模量的选择：截面竖放不易弯曲。

（3）根据材料特性的选择，对于抗压强度和抗拉强度相等的塑性材料（如钢材），一般采用对称于中性轴的截面。

而对于抗压强度和抗拉强度不等的脆性材料，最好使中性轴偏于相对较弱的一边。

②合理布置支座和载荷作用位置。

三．剪切1.内力。

①剪应力：τ=Q/A（Q剪力受力分析可得，A受剪构件的横截面积）剪切强度条件：Τ= Q/A≤[τ]可以通过材料拉伸时的许用应力[σ]来估计许用剪切应力。

塑性材料[τ]=（0.6~0.8）[σ]，而脆性材料是[τ]=（0.8~1.0）[σ]②挤压应力:σjy=F/A jy (A jy挤压面积。

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1—裙座； 2—裙座人孔； 3—塔底液体出口； 4—裙座气孔； 5—塔体； 6—人孔； 7—蒸汽入口； 8—塔板； 9—回流入口；
10—吊柱； 11—塔顶蒸汽出口； 12—进料口
填料塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一，在塔内设置填料使气液两相能够达到良好传质所需的接触面积。填料塔具有结构简单，便于用耐腐蚀材料制造，适应性较好。
1）塔体塔体是塔设备的主要部件，大多数塔体是等直径、等壁厚的圆筒体，顶盖以椭圆形封头为多。但随着装置的大型化，不等直径、不等壁厚的塔体已逐渐增多。塔体除满足工艺条件对它提出的强度、刚度要求外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所带来的影响，以及吊装、运输、检验、开停工等情况。塔体材质常采用的有：铸铁、碳素钢、低合金钢、不锈耐酸钢（复层、衬里）等。 2）塔体支座塔设备常采用裙式支座。它应当具有足够的强度和刚度，来承受塔体操作重量、风力、地震等引起的载荷。塔体支座的材质常采用碳素钢，也有采用铸铁的。 3）塔体附件 ①接管；②人孔和手孔；③吊耳；④吊柱；⑤平台和爬梯。 2、填料塔
表面积利用率低，因而使塔的生产能力降低，阻力较大，加上自身的形状决定了它沟
流和壁流严重，使气液分布不均匀，气—液接触不良。
②鲍尔环
鲍尔环除钢制外，还有用陶瓷和塑料制成的。具有如下优点：
对于同样的空隙率而言，阻力比拉西环小，因而可提高气速，生产能力可以提高。
由于小窗叶片向环中心弯，液体分布较为均匀，所以沟流和壁流情况比拉西环好。
式支座三种；以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。
6）安全附件
由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置
一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全