化工设备机械基础5
化工设备机械基础
化工设备机械基础化工设备机械基础是涉及化工领域的重要概念。
化工设备的机械基础是指一切与化工领域相关的机械设备，包括但不限于反应釜、蒸发器、干燥器等。
这些设备在化工生产中扮演着至关重要的角色，其性能和质量直接关系到化工产品的生产效率和质量。
化工设备中的机械基础反应釜反应釜是化工生产中常见的一种设备，用于进行化学反应或物理变化。
它主要由釜体、搅拌装置、传热设备和控制系统组成。
反应釜在化工生产中扮演着“大锅”角色，通过控制温度、压力和搅拌速度等参数，实现目标产物的合成反应。
蒸发器蒸发器是化工设备中常用的分离设备，用于将液体中的溶剂蒸发并将溶质浓缩。
其主要由加热器、蒸发室和冷凝器组成。
蒸发器在化工生产中广泛应用于浓缩、提纯和分离各种溶液，提高产品的纯度和浓度。
干燥器干燥器是化工生产中用于去除物料中水分的设备，其工作原理是利用换热方式将物料中的水汽蒸发掉，通过排出干燥后的干燥空气，实现物料的干燥。
干燥器在化工生产中常用于固体产品的干燥，提高产品的稳定性和保质期。
机械基础的重要性化工设备的机械基础对化工生产具有重要意义：1.保障生产安全：机械基础的稳定性和可靠性直接关系到生产过程中的安全性，合格的机械基础能够有效降低事故发生的概率。
2.提升生产效率：优质的机械设备可以提高生产效率，降低成本，缩短生产周期，提高产品的产出量和质量。
3.保证产品质量：机械基础的合理设计和选用能够确保产品的稳定性和符合标准，保证产品质量。
未来发展趋势化工设备机械基础在未来的发展中将面临以下挑战和机遇：1.智能化发展：随着科技的不断进步，化工设备机械基础将向智能化、自动化方向发展，提高设备的智能化程度和自动控制水平。
2.节能环保：未来化工设备机械基础将更加注重节能环保，采用更加环保、节能的设计和制造技术，降低资源消耗。
3.数字化转型：化工设备机械基础将借助数字化技术，实现设备监控、数据分析和远程控制，提高生产的智能化程度和管理效率。
[理学]化工设备机械基础习题解答
![[理学]化工设备机械基础习题解答](https://img.taocdn.com/s3/m/58cfdb32ff00bed5b9f31d39.png)
目录化工设备机械基础课后习题解答 .............................. 错误！未定义书签。
EXERCISE EXPLANATION AND DESIGNING OF THE BASIC OF CHEMICAL EQUIPMENT AND MECHANISM .. 错误！未定义书签。
第一章刚体的受力分析及其平衡规律 .. (2)第一部分例题及其解析 (2)第二部分习题及其解答 (10)第二章金属的力学性能 (18)第一部分例题及其解析 (18)第二部分习题及其解答 (19)第三章受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算 (22)第一部分例题及其解析 (22)第二部分习题及其解答 (24)第四章直梁的弯曲 (27)第一部分例题及其解析 (27)第二部分习题及其解答 (35)第五章圆轴的扭转 (39)第一部分例题及其解析 (39)第二部分习题及其解答 (43)第六章压力容器与化工设备常用材料 (46)第一部分习题及其解析 (46)第七章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、与二次应力 (48)第一部分习题及其解析 (48)第八章内压容器 (52)第一部分例题及其解析 (52)O(c)CAB(a )第二部分 习题及其解答 (55)第九章 外压容器与压杆的稳定计算 (60)第一部分 例题及其解析 .................................................................................................................. 60 第二部分 习题及其解答 .. (67)第一章 刚体的受力分析及其平衡规律第一部分 例题及其解析1.下图(a)是一个三角支架，它由两根杆和三个销钉组成，销钉A 、C 将杆与墙 连接，销钉B 则将两杆连接在一起。
当AB 杆中央 置一重物时，试确定AB 杆两端的约束反力力线方 位（杆的自身质量不计）。
化工设备机械基础课后答案
化工设备机械基础课后答案第一题1.请解释什么是化工设备机械基础？化工设备机械基础是指化工设备的机械原理、结构和工作原理的基础知识。
它包括了机械工程、材料力学、流体力学、热力学等方面的知识，涉及化工设备的设计、操作、维护和修理等方面。
第二题2.请列举常见的化工设备机械基础知识。
常见的化工设备机械基础知识包括但不限于以下内容：•机械工程基础知识：力学原理、材料力学、工程制图等；•流体力学基础知识：压力、流量、管道、泵等；•热力学基础知识：温度、热量、传热等；•机械设计基础知识：齿轮、轴承、传动装置等；•设备维护与修理基础知识：润滑、密封、故障分析与排除等。
第三题3.请问为何要学习化工设备机械基础？学习化工设备机械基础对从事化工设备相关行业的人员来说是非常重要的。
学习化工设备机械基础可以帮助人们理解和掌握化工设备的机械原理和工作原理，从而更好地进行设备的操作、维护和修理工作。
此外，学习化工设备机械基础还可以提高人们的机械工程能力和问题解决能力，帮助他们更好地处理工作中的机械问题，提高工作效率和质量。
第四题4.请列举化工设备机械基础在实际工作中的应用。
化工设备机械基础在实际工作中广泛应用于以下方面：•设备的选型和设计：根据工艺需求和工作条件，选择合适的设备类型和规格，并进行机械设计；•设备的操作和维护：根据设备的机械原理和工作原理，进行设备的操作、维护和保养工作；•设备的故障分析与排除：根据设备的机械原理和故障现象，进行故障分析和修理工作；•设备的改进和优化：根据设备的机械原理和工作现状，提出并实施设备的改进和优化方案。
第五题5.请问在学习化工设备机械基础时需要注意什么？在学习化工设备机械基础时，需要注意以下几点：•建立基础知识：化工设备机械基础是建立在机械工程、流体力学、热力学等基础知识之上的，因此需要先建立好这些基础知识；•多做实践：通过实际操作和实验，加深对化工设备机械基础知识的理解和应用能力；•与实际工作相结合：将学到的化工设备机械基础知识与实际工作中的设备相关问题相结合，提高问题解决能力；•不断学习更新：化工设备机械基础是一个不断演进的领域，需要及时学习新知识和技术，保持与行业的同步。
《化工设备机械基础》第五章习题解答
第五章 外压圆筒与封头的设计二、 判断是非题（对者画√， 错者画X ）1． 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
（ X ）2． 18MnMoNbR 钢板的屈服点比Q235-AR 钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR 钢板制造的外压容器，要比用Q235-AR钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。
（ X ）3． 设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g 钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g高35%的16MnR 钢板，即可满足设计要求。
（ X ）4． 几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：P cr 不锈钢 > P cr 铝 > P cr铜。
（ X ）5． 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
（ X ） 三、 填空题a) 受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数n=（2）；短圆筒侧向失稳时波形数为n>（2）的整数。
b) 直径与壁厚分别为D ，S 的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压p 作用时，其环向应力σθ=（PD/2S ），经向应力σm （PD/4S ），它们均是（压）应力，且与圆筒的长度L （无）关。
c) 外压容器的焊接接头系数均取为Φ=（1）；设计外压圆筒现行的稳定安全系数为m=（3）。
d) 外压圆筒的加强圈，其作用是将（长）圆筒转化成为（短）圆筒，以提高临界失稳压力，减薄筒体壁厚。
加强圈的惯性矩应计及（加强圈）和（加强圈和圆筒有效段组合截面）。
e)外压圆筒上设置加强圈后，对靠近加强圈的两侧部分长度的筒体也起到加强作用，该部分长度的范围为（加强圈中心线两侧各为0.55eS D 0的壳体）。
四、 工程应用题A 组：1、图5-21中A ，B ，C 点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa ，E=206GPa 。
化工设备机械基础大纲
《化工设备机械基础》课程大纲课程编号：课程类型：技术基础课学时： 48适用对象：精细化工专业使用教材：《化工设备机械基础》高安全编著，化学工业出版社出版社参考书： 1、《化工设备机械基础》赵军等编，化学工业出版社， 20002 、《化工设备机械设计基础》潘永亮主编，科学出版社， 1999 年3 、《化工轻工机械设计基础》陈经梅等编，浙江大学出版社， 1994第一部分前言一、课程的性质本课程是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课。
通过本课程的学习，掌握一定的化工机械方面的基础知识，并具备对一般化工设备进行结构分析和设计的初步能力，为今后从事化工工艺过程研究、设计和生产管理奠定必要的基础。
使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。
二、课程基本理念1.坚持以高职教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，以应知、应会”的原则，以培养锻炼职业技能为重点。
2.注重培养学生的专业思维能力和专业实践能力。
3.把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注意发展学生专业思维和专业应用能力。
4.培养学生分析问题、解决问题的能力三、课程的设计思路《化工设备机械基础》课程在设计思想上充分体现一体化，即：理论与实践内容一体化、知识传授与动手训练场地一体化、理论与实路教师为一人的“一体化”。
《化工设备机械基础》的课程内容要经历由社会调研的行业岗位分析到典型工作任务确定，从典型工作任务对职业核心能力的要求到学习领域的设定，强调学习领域的教学内容是由多个学习专情境的整合，在每个学习情景构建中分成应知知识点、职业能力要点、职业素质训练三个部分，为学生素质能力、职业能力、创新能力培养开拓了新的途径，每一个学习情境对应一个典型工作过程。
第二部分课程目标一、课程目标教学目标和总体要求是本课程的学习，掌握一定的化工机械方面的基础知识，并具备对一般化工设备进行结构分析和设计的初步能力，为今后从事化工工艺过程研究、设计和生产管理奠定必要的基础。
化工设备机械基础习题及答案
化工设备机械基础习题及答案1. 机械基础习题1.1 简答题1.请简要描述机械的定义和作用。
2.什么是机械运动及其分类？3.机械工作过程中，为什么需要进行润滑？4.机械设备中常见的噪音是如何产生的？如何进行噪音控制？5.请简要介绍机械底盘的作用和构造。
6.什么是机械传动？请列举常见的机械传动方式。
7.请解释机械冷却的原理及常见的冷却方式。
1.2 计算题1.一个轴承的额定载荷为10 kN，轴承使用寿命为5000小时。
若该轴承在运行时的实际载荷为6 kN，求该轴承的计算寿命。
2.一台风机的输出功率为25 kW，风机的效率为80%，求该风机的输入功率。
3.一台离心压缩机的进气压力为0.1 MPa，进气温度为20℃，压缩比为4，求压缩机的排气温度。
4.一台柴油发动机的缸数为6，每缸的工作容积为400 mL，该发动机的压缩比为15，求该发动机的总工作容积。
5.一台减速器的输入转速为1500 rpm，输出转速为300 rpm，求减速器的传动比。
2. 机械基础答案2.1 简答题答案1.机械是一种能够将输入的能量转化为某种有用的效果或工作的装置。
它在工业生产中起到了非常重要的作用，用于完成各种生产工序，提高生产效率。
2.机械运动是指物体在空间中相对位置的变化。
根据轨迹的形状和运动规律的不同，机械运动可以分为直线运动、旋转运动、往复运动等几种类型。
3.在机械工作过程中，由于各零部件之间的摩擦、磨损，以及高速运动时的振动等因素，需要进行润滑来减少摩擦、降低磨损、降低噪音和冷却零部件。
4.机械设备中的噪音主要来自于机械零部件的振动和运动产生的声音。
噪音可以通过加装吸音材料、减少噪音源和隔音等措施来进行控制。
5.机械底盘是机械设备的一个重要组成部分，它起到了支撑、固定和保护机械设备的作用。
机械底盘一般由底座、支撑脚、固定螺栓等部件组成。
6.机械传动是指将动力源的动力通过传动装置传递到被驱动装置的过程。
常见的机械传动方式包括齿轮传动、链条传动、带传动等。
化工设备机械基础-总复习
2
第一章 静力分析（刚体）
4.平面汇交力系的平衡条件－解析法
4.1 合力投影定理：力系的合力在某一轴上的投影，等于该力系中的 各力在同一轴上投影的代数和。
4.2 平面汇交力系平衡的充要条件是合力为零： ∑Fx=0 & ∑Fy =0 4.3 平面汇交力系平衡问题的求解步骤：
形心轴的惯性矩，再加上该截面面积与两轴间距离平方的乘积。
Iz1=Iz + a2A
组合截面：组合截面对某轴的惯性矩等于组成它的各个简单截面 对同一轴的惯性矩之和
n
Iz Iz1 Iz2 ... Izn Izi
18
i 1
第三章 弯曲(梁)
6. 梁的弯曲强度公式
max
Mmax Wz
[ ]
基本形式：∑Fx=0，∑Fy=0，∑Mo(F)=0 二矩式方程：∑Fx=0，∑MA=0，∑MB=0
▪ ［注意］A、B是平面内的任意两个点，但A、B两点的连线不能 垂直于x轴。
三矩式方程： ∑MA=0，∑MB=0，∑MC=0
▪ ［注意］ A、B、C是平面内不共线的三个任意点。
5
第一章 静力分析（刚体）
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第三章 弯曲(梁)
典型力学参量中的符号规定
序 力学参量 符号 号
正负号规定
正 号（+）
负 号（-）
1 力的投影 Fx、Fy 与坐标轴正向一致
与坐标轴负向一致
2 力 矩 Mo(F) 逆时针旋转
顺时针旋转
3 力偶矩 m(F，F’) 逆时针旋转
顺时针旋转
4 轴力
N 拉伸
压缩
5 正应力
化工设备机械基础董俊华第五版课后答案
化工设备机械基础董俊华第五版课后答案《化工设备机械基础》习题解答第一篇：化工设备材料第一章化工设备材料及其选择A组：1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数（E）：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即o=Ee，比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si，A1等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把Fe0中的氧还原出来，生成Si02和A1203。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。
5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
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。
化工设备机械基础
化工设备机械基础简介化工设备机械基础是指在化工工业中使用的各种机械设备和设施的基础知识。
化工工业是一个重要的工业领域，涵盖了许多不同的生产过程和工艺。
在化工工业中，机械设备起着关键的作用，承担着物料输送、混合、分离、反应等重要的生产环节。
因此，了解化工设备机械基础知识对于从事化工工业的工程师和技术人员来说是非常重要的。
常见的化工设备机械在化工工业中，常见的化工设备机械包括但不限于以下几种：1. 反应釜反应釜是化工生产中常用的一种设备，用于进行各种化学反应。
反应釜通常由一种或多种材料制成，例如不锈钢、玻璃钢等。
反应釜具有耐高温、耐腐蚀的特点，适用于各种不同的化学反应。
分离设备用于将混合物中的不同组分进行分离，常见的分离设备有蒸馏塔、萃取设备、过滤设备等。
这些设备根据不同的分离原理，能够高效地将混合物中的组分分离出来。
3. 制粒设备制粒设备用于将化工原料通过物理或化学方法转化成颗粒状的固体物质。
制粒设备的常见类型包括流化床制粒机、喷雾干燥制粒机等。
混合设备用于将两种或多种不同的物料进行混合。
混合设备可以分为干式混合设备和湿式混合设备。
常见的混合设备有搅拌机、双锥式混合机等。
5. 输送设备输送设备用于将化工原料或成品物料在生产过程中进行输送。
常见的输送设备有螺旋输送机、皮带输送机、气力输送系统等。
化工设备机械的基础知识为了了解和使用化工设备机械，以下是化工设备机械的基础知识：1. 设备选型和设计在化工工业中，选择合适的化工设备是非常重要的。
在进行设备选型时，需要考虑多种因素，例如工艺要求、操作条件、生产能力等。
此外，化工设备的设计也需要满足相关的安全、环保和可靠性要求。
2. 设备安装和调试在化工设备安装和调试过程中，需要按照相关的规范和标准进行操作。
安装过程中需要确保设备的稳定性和安全性，调试过程中需要验证设备的运行情况和性能指标。
3. 设备维护和保养化工设备的维护和保养是确保设备正常运行的重要环节。
化工设备机械基础作业答案
《化工设备机械基础》习题解答二、填空题1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（ 内）径。
2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（ 外）径。
第三章 内压薄壁容器的应力分析一、名词解释A 组：⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。
⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。
⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。
⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。
⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。
⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。
⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。
⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。
⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。
二、判断题（对者画√，错着画╳）A 组：1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1） 横截面为正六角形的柱壳。
（×）（2） 横截面为圆的轴对称柱壳。
（√）（3） 横截面为椭圆的柱壳。
（×）（4） 横截面为圆的椭球壳。
（√）（5） 横截面为半圆的柱壳。
（×）（6） 横截面为圆的锥形壳。
（√）2. 在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
（×）3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m。
（√）4. 因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。
（×）5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
化工设备机械基础课后标准答案
化工设备机械基础课后答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料第一章化工设备材料及其选择一.名词解释A组：1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3 。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
《化工设备机械基础》教学大纲
《化工设备机械基础》课程教学大纲一、课程的性质和目的《化工设备机械基础》是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课,包括工程力学基础(静力学、材料力学)、化工设备设计基础和机械传动三大部分。
其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法,为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。
二、课程教学的基本要求1、本课程的教学应贯彻应用性原则和重视素质培养原则。
要求理论分析与设计方法相结合,理论教学主要是讲清概念,学会应用,对数学推导一般不作演绎。
要重视分析实例、课堂讨论、习题等教学环节,同时将课程内容与生产实习、课程设计、毕业设计相结合,培养学生理论联系实际的能力。
2、工程力学是课程教学的核心内容,是学好其他部分内容的基础,应着重抓好。
其余教学内容则可根据各专业的特点和安排学时(或学分)的多少选择讲授。
对化工工艺专业则要抓好化工设备设计基础,而机械传动部分可不作为重点。
讲课要结合化工行业的实际,并允许对教学内容做必要调整和组合。
考核方式以闭卷为主,平时成绩在期评成绩中应占有一定的比重。
三、课程教学内容、重点和难点第一章物体的受力分析和静力平衡方程(6学时)要求掌握的内容:1.静力学基本概念;2.约束与约束反力,受力图;3.分离体的受力图;4.力的投影、合力投影定理;5.力矩、力偶;6.力的平移;7.平面力系的简化、合力矩定理;8.平面力系的平衡方程;9.空间力系。
重点:是受力图和力系平衡方程的应用。
难点:约束、约束反力和一般力系的简化。
第二章拉伸、压缩与剪切(6学时)要求掌握的内容:1.轴向拉伸、压缩的概念;2.材料在拉伸和压缩时的力学性能;3.拉伸和压缩的强度计算,许用应力和安全系数;4.应力集中的概念;15.剪切、挤压的实用计算;重点:轴力、应力、应变和截面法的概念,拉伸与压缩的强度计算,剪切和挤压的实用计算。
难点:分析低碳钢在受力和变形过程中所表现的力学性质。
第三章扭转(4学时)要求掌握的内容:1.扭转的概念和实例;2.扭转时外力和内力的计算;3.纯剪切;4.圆轴扭转时的应力;5.圆轴扭转时的强度条件;6.圆周扭转时的变形和刚度条件。
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
化工设备机械基础 第六版 第5章习题解答 刁玉玮
《化工设备机械基础》习题解答第五章 外压圆筒与封头的设计二、判断是非题（对者画√， 错者画X ）1． 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
（ X ）2． 18MnMoNbR 钢板的屈服点比Q235-AR 钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR 钢板制造的外压容器，要比用Q235-AR 钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。
（ X ）3． 设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g 钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g 高35%的16MnR 钢板，即可满足设计要求。
（ X ）4． 几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：P cr 不锈钢 > P cr 铝 > P cr 铜。
（ X ）5． 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
（ X ）三、填空题a) 受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数n=（2）；短圆筒侧向失稳时波形数为n>（2）的整数。
b) 直径与壁厚分别为D ，S 的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压p 作用时，其环向应力σθ=（PD/2S ），经向应力σm （PD/4S ），它们均是（压）应力，且与圆筒的长度L （无）关。
c) 外压容器的焊接接头系数均取为Φ=（1）；设计外压圆筒现行的稳定安全系数为m=（3）。
d) 外压圆筒的加强圈，其作用是将（长）圆筒转化成为（短）圆筒，以提高临界失稳压力，减薄筒体壁厚。
加强圈的惯性矩应计及（加强圈）和（加强圈和圆筒有效段组合截面）。
e) 外压圆筒上设置加强圈后，对靠近加强圈的两侧部分长度的筒体也起到加强作用，该部分长度的范围为（加强圈中心线两侧各为0.55e S D 0的壳体）。
四、工程应用题A 组：1、图5-21中A ，B ，C 点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa ，E=206GPa 。
化工设备机械基础(基础知识)
化工设备机械基础(基础知识).txt遇事潇洒一点，看世糊涂一点。
相亲是经销，恋爱叫直销，抛绣球招亲则为围标。
没有准备请不要开始，没有能力请不要承诺。
爱情这东西，没得到可能是缺憾，不表白就会有遗憾，可是如果自不量力，就只能抱憾了。
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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。
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19
§5-3
三向应力状态下一点的最大剪应力
τα
三向应力分析
y
τmax
σα
σ1 σ2 σ3
x
σ3
σ2
σ1
图b 图a z 弹性理论证明，图a单元体内任意一点任意截面上的应
三、复杂状态下的应力 -- 应变关系
[
]
σy
y
σx σz
] ]
τxy
x z 依叠加原理,得: σx σy σz ε x = ?μ ?μ E E E 1 = [σ x ? μ (σ y +σ z )] E
22
ε y =? σ x
E
γ ij ≈ 0 (i,j = x,y,z )
μ
ε z =? σ x
E
μ
z
x
y
二、纯剪的应力--应变关系
γ xy =
τ xy
G
ε i ≈0 (i=x,y,z)
γ yz =γ zx ≈0
z
τxy
x
21
§5-4
广义虎克定律
? [ ? ? [ ? τ xy ? ? γ xy = G ? τ yz ? γ yz = G ? ? γ zx =τ zx
G
1 ε x = σ x ? μ (σ y +σ z ) E 1 ε y = σ y ? μ (σ z +σ x ) E 1 ε z = σ z ? μ (σ x +σ y ) E
Lb
灰口铸铁 :σ
=98 ~ 280 MPa
铸铁
16
σ yb = 640 ~ 960 MPa ;τ b =198 ~ 300 MPa
§5-3
三向应力状态下一点的最大剪应力 σy
α
将三个主应力按代数量的大小顺 序排列
0
由此的两个驻点：
α 01、（ α 01 + ） 和两各极值：
2
π
tg 2α 0 = ?
2τ xy
σ x ?σ y σy
σx + σ y σx ? σ y 2 ?σm′ 2 ax = + τxy ±（ ? ） 2 2 ?σm′ in
2
§5-1
一、引言
应力状态的概念
1、铸铁与低碳钢的拉、压、扭试验现象是怎样产生的？ P 铸铁拉伸 M 低碳钢 铸铁 P P 2、组合变形杆将怎样破坏？ M
3
铸铁压缩 P
§5-1
应力状态的概念
二、一点的应力状态 过一点有无数的截面，这一点的各个截面上应力情况的集合， 称为这点的应力状态。 三、单元体 单元体——构件内的点的代表物，是包围被研究点 的无限小的几何体，常用的是正六面体。 单元体的性质——a、平行面上，应力均布； b、平行面上，应力相等。 四、剪应力互等定理 过一点的两个正交面上,如果有 与相交边垂直的剪应力分量,则两个 面上的这两个剪应力分量一定等值、 4 方向相对或相离。
σ2
σ1
σ2
σ1
σ3
σ3
σ3
18
§5-3
三向应力状态下一点的最大剪应力
τα
空间应力状态
y
σ1 σ2 σ3
x
σα
σ3 Βιβλιοθήκη σ2 σ1 σ1 ≥ σ 2 ≥ σ 3
因此根据每一点的应力状态可 以找到3个相互垂直的主应力
σz
τ xy
σx
σ max
σz
σ min
17
§5-3
三向应力状态下一点的最大剪应力
σ2
σ1
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第五章 复杂应力情况下的强度计算
1
第五章 复杂应力情况下的强度计算
§5–1 应力状态的概念 §5–2 二向应力状态分析 §5–3 三向应力状态下一点的最大剪应力 §5–4 广义虎克定律 §5–5 强度理论简介 §5–6 组合变形的强度计算
Mn τ xy =τ = WP
求极值应力
′ σ x ?σ y 2 2 ?σ1 σ x +σ y ）+τ xy ±（ ? = ′ 2 2 ?σ 2
2 = ± τ xy = ±τ
15
σ 1 =τ ;σ 2 =0;σ 3 =?τ
′ σ x ?σ y 2 2 ?τ max ）+τ xy =±τ ? =± （ ′ 2 ?τ min
τα =
n
σ x ?σ y
2
sin 2α + τ xy cos 2α
τxy
图2
τ
12
§5-2
二向应力状态分析
二、主应力与主平面（主平面上的正应力称为主应力） dσ α = ? (σ x ?σ y )sin 2α 0 ? 2τ xy cos 2α 0 =0 令: d α α =α
σy y σ
σ σx x
σz z σ
zz
xx
σ σ 22 σ1
σ1
6
σ 1 ≥σ 2 ≥σ 3
σ3
σ3
§5-1
应力状态的概念
三向应力状态（ Three—Dimensional State of Stress）： 三个主应力都不为零的应力状态。 二向应力状态（Plane State of Stress）： 一个主应力为零的应力状态。 单向应力状态（Unidirectional State of Stress）： 一个主应力不为零的应力状态。
破坏分析
tg 2α 0 = ?
2τ xy
σ x ?σ y
=∞∴α 0 = 45 o
σ x ?σ y tg 2α1 = =0∴ 1 =0 α 2τ xy
低碳钢
低碳钢 :σ
s
= 240 MPa ;τ s = 200 MPa
σx
τzx
B
τxz
σx
σx
A
σx
7
§5-2
二向应力状态分析
若单元体上不为零的应力分量都位于同一平面内称为平 面应力状态。 例如外力作用在板平面内的薄板
8
§5-2
方向一致
′ tg 2α 0 =
γ xy
ε x ?ε y
=?
2τ xy
σ x ?σ y
=tg 2α 0
σ z =τ yz =τ zx =0
23
例3 已知一受力构件自由表面上某一点处的两个面内主应变分 别为：ε1=240×10-6， ε2=–160×10-6，弹性模量E=210GPa， 泊松比为 μ=0.3， 试求该点处的主应力及另一主应变。
α 0 =α 1 + π
4 , 即极值剪应力面与主面 成 45 0
14
例2 分析受扭构件的破坏规律。
τ yx
C M C
解： 确定危险点并画其原 始单元体
τ xy
σ x =σ y =0
τxy τyx
y O x
σ1′在剪应力相对的项限内， 且偏向于σx 及σy大的一侧。
dτα 令: dα =0
α =α1
′ σ2
σx
y O x
σ x ?σ y tg 2α1 = 2τ xy
τxy σ 1′
′ σx ?σy 2 2 ?τmax =± （ ? ）+τx y ′ 2 ?τmin
τ α =0 ∴极值正应力就是主应力 ！
0
σx
y O x
τxy
13
§5-2
二向应力状态分析
σy
主 单元体
三、最大剪应力
′ ′ ′ ′ σ 1 =σ max ; σ 2 =σ min
§5-2
y
二向应力状态分析
σy
等价
σy σx
y x O x
τxy
z
σx
τxy
10
§5-2
σy
二向应力状态分析
一、斜截面上的应力
y O x
τxy
σα α τα σy
x
σx
规定： σα 截面外法线同向为正；
τ α绕研究对象顺时针转为正；
图1
α逆时针为正。
设：斜截面面积为S，由分离体平衡得：
n
σx
y O
τxy
图2
∑ F =0
n
τ
σ α S ?σ x S cos 2α +τ xy S cosα sinα
σ y S sin 2α +τ yx S sinα cosα =0
11
§5-2
σy
二向应力状态分析
考虑剪应力互等和三角变换，得：
y
σy
σz
z
τxy
σx
x
§5-1
应力状态的概念
五、原始单元体（已知单元体） 例1 画出下列图中的A、B、C点的已知单元体。
P
A y
P
σx
A
σx τ yx
B C z
P M x
σx
τzx
B
τxz
σx
C
τ xy
5
§5-1
应力状态的概念
y y