化工设备基础总复习
化工设备机械基础-总复习解析
10
2. 梁的内力 剪力：截面被剪断的趋势，剪力大小等于这个截面之左（或右） 所有外力的代数和； 弯矩：梁的横截面产生转动而弯曲的趋势，梁的任一截面之左 （或右）所有外力（包括力偶）对该截面形心之矩的代数和。
【重点强调】一般在所求内力的横截面上把内力（Q、M）假 设为正号。如果计算结果为正值，则表示假设的内力方向（转 向）是正确的，求得的Q、M即为正的剪力和正的弯矩。
5
第二章 拉伸与压缩(变形体－杆)
1.杆件的基本变形 拉伸或压缩 、弯曲、剪切、 扭转
2.内力的概念 工程力学上把构件不受外力作用时的内力看作是零，而把外 力作用后引起的内力变化量（附加内力）。内力可以是力， 也可以是力偶。 截面法求内力 ⑴ 在所求内力的截面处，假想地用一平面将杆件切成两段； ⑵ 取任一段为研究对象，而把另一段对该段的作用以内力代 替，并在截面上画出，使其与作用在该段上的外力相平衡； ⑶ 利用静力平衡方程求解内力。 ⑷ 画轴力图
3.受力图 取分离体(分析对象)，解除约束，在被约束处代之以约束反 力；画上主动力。
2
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
化工设备设计基础复习资料(本)
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空1.在工程上，强度条件可以解决三类问题： 、 、 。
2.杆件以轴线变弯为主要特征的变形称为 ；以此为主要变形的杆简称为 。
3.梁上向上的外力均产生 ；而向下的外力均产生 。
4.若梁上作用有集中力偶，则截面左侧顺时针转向的力偶或截面右侧逆时针转向的力偶取 ，反之取 。
5.工程上常用于联结构件的联结件的失效形式包括： 和 。
6.对发生剪切变形的构件，通常除了进行剪切强度计算外，还要进行 强度计算。
7.以扭转为主要变形的直杆，通常称为 。
8.金属材料的基本性能包括 、 、 和 。
9.δ、ψ是金属材料的 指标；b σ、s σ是材料的 指标；k α是材料的 指标。
10.按材料成分划分，Q235-A 属于 钢，16MnR 属于 钢。
11.纯铁在不同温度下具有两种不同的晶体结构，即 晶格与 晶格。
12.工程上以 和 作为衡量金属静载荷下塑性变形能力的指标。
13.对于承受波动或冲击载荷的零件及在低温条件下使用的设备，必须考虑 。
14.金属材料在高温长期工作时，在一定应力下，会随着时间的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象，称为 现象。
15.碳钢和铁是工程应用最广泛、最重要的金属材料。
它们是由 铁和 碳及 杂质元素所组成的合金，称“铁碳合金”。
16.按照腐蚀反应进行的方式，金属的腐蚀可分为 与 两类。
17.工程中的约束可以归纳为 、 、 、 等几种基本形式。
18.边缘应力的两大特点是 和 。
19.卧式容器的支座有三种： 、 、 。
20.受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数 ；短圆筒侧向失稳时波形数为 的整数。
21.按应用分类，可以将压力容器分为 、 、 、 。
22.按容器的外径Do 和内径Di 的比值K 不同，可将容器分为： 、 。
23.薄壁圆筒形压力容器环向应力为经向应力的 倍。
24.外压容器失稳前，壳壁内存在有压应力，外压卸掉后变形完全恢复；失稳后，壳壁内产生了以 为主的复杂应力。
化工设备综合复习
化工设备综合复习一、引言化工设备是指在化工生产过程中用来进行物质变换、分离、传热和传质等操作的机械设备。
其涉及的领域广泛，包括反应釜、蒸馏塔、分离设备、传热设备等。
本篇文档将对化工设备的相关知识进行综合复习，包括设备分类、设计原则、操作及安全等内容。
二、设备分类在化工领域中，常见的化工设备可以按照功能、结构和工艺性质进行分类。
1. 按功能分类•反应器：用于实现化学反应的设备，常见的有批量反应釜、连续流动反应器等。
•分离设备：用于将混合物中的不同组分进行分离的设备，例如蒸馏塔、萃取塔等。
•传热设备：用于实现物质之间的热量传递的设备，例如换热器、蒸发器等。
2. 按结构分类•塔式设备：通过采用塔式结构实现物质分离、反应等操作，例如蒸馏塔、吸收塔等。
•容器设备：主要用于储存和等静压加工的设备，例如储罐、发酵罐等。
•交换设备：用于进行物质传递的设备，例如换热器、吸附塔等。
3. 按工艺性质分类•物理设备：主要通过物理原理进行物质的分离和反应，例如蒸馏塔、分离器等。
•化学设备：通过化学反应实现物质的变换和合成，例如反应釜、合成塔等。
三、设备设计原则1. 安全性原则在化工设备的设计过程中，安全是首要考虑的因素。
设计人员需要考虑设备的结构强度、防爆措施、泄漏防止等方面，以确保设备在运行过程中的安全性。
2. 经济性原则化工设备的设计需要考虑经济性的因素，包括设备的成本、运行成本和维护成本等。
设计人员需要在满足工艺要求的前提下，尽可能降低设备的生产成本，提高设备的运行效率。
3. 实用性原则化工设备的设计应考虑使用的便利性和实用性。
设备的结构应简单明了，易于操作和维护，同时设备的布局和连接应方便，以提高生产效率。
四、设备操作及安全1. 设备操作在进行化工设备的操作时，操作人员需要熟悉设备的结构和工作原理，掌握正确的操作流程。
操作前，需要对设备进行检查，确保设备及其附属设备的正常工作状态。
在操作过程中，操作人员需要遵守操作规程，注意操作细节，确保操作的安全性和有效性。
化工设备机械基础重点复习提纲
重点难点复习提纲第 1 篇工程力学基础第 1 章引言第 2 章拉伸与压缩1 应力的概念；2 利用截面法求内力（求轴力），会画轴力图；3 拉伸和压缩时横截面上正应力的计算4 杆件拉伸或压缩时的变形计算5 虎克定律；6 拉伸压缩的安全强度条件，三大强度工程问题（强度校核；截面设计；确定许可载荷）的求解第 4 章平面弯曲1 梁弯曲时横截面上的内力——剪力和弯矩的正负号规则；2 列剪力方程和弯矩方程；3 画剪力图与弯矩图4 梁弯曲时横截面上各点的正应力以及最大正应力的计算5 梁弯曲时的强度安全条件6 利用强度条件解决三类工程问题（强度校核；截面设计；确定许可载荷）第 2 篇化工设备材料第7 章材料基本知识第8 章化工设备材料及其选择1 金属材料的分类及其牌号命名方法；2描述材料机械性能的专业名词符号如：3、书、彷P、b S& 0.2）、彷b、彷n、/ D、HB、A k 含义；3 化工设备材料的选择；4 强度、塑性、硬度、冲击韧性含义第 3 篇化工容器设计第10 章容器设计的基本知识1 容器的基本结构和组成；2 容器的分类，特别容器按压力等级、按用途、按管理方式的分类细节；3 公称直径DN 和公称压力PN 的含义4 我国压力容器设计的核心标准及其安全监察规程；第11 章内压薄壁容器的应力分析1 内压薄壁容器二向应力状态的理解；2 回转壳体的经向应力计算公式——区域平衡方程式；环向应力计算公式——微体平衡方程式；3 薄膜理论及其应用范围；4 容器边缘应力的概念、特点及其处理第12 章内压薄壁圆筒与封头的强度设计1 弹性失效设计准则；2 内压薄壁圆筒与球壳的强度设计公式（包括：壁厚计算公式、应力校核公式、最大允许操作压力公式）；3 设计参数的正确理解与取值：压力、工作压力、设计压力、计算压力；设计温度；许用应力；安全系数；焊接接头系数；壁厚附加量（腐蚀裕量、钢板负偏差）；计算厚度、设计厚度、名义厚度、最小厚度；4 压力试验目的及其强度校核公式；第14 章容器零部件1 法兰公称直径和公称压力的确定；2 法兰的作用、基本结构组成及其失效特点；3 影响法兰密封的因素；4 法兰压紧面的型式及其选用5压力容器法兰标准及管法兰标准及其选用；压力容器法兰标准：JB4700〜4707-2000 《压力容器法兰》管法兰标准：HGJ20592- 20635-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》（优先推荐）（其中20592〜20614 为欧洲体系；20615〜20635 为美洲体系）GB9112〜9124-2000《钢制管法兰》6 甲型法兰、乙型法兰、长颈法兰的结构、区别及其选用；7 双鞍支座的结构8 裙座的结构9 容器开孔应力集中现象及其原因；10 等面积开孔补强的含义。
化工设备复习
（2）当横截面采用矩形立放时 W=ba2/6=a3/(6×2)=a3/12=50cm3 a3=600cm3， a=8.4cm ， b=4.2cm 截面面积A=8.4×4.2=35.3cm2 每米的质量G=35.3×100×7.8×10-3=27.5kg/m
可得两种不同截面所需钢材质量比为： 矩形立放：矩形平放=27.5：43.8= 1：1.59
第五章 圆轴的扭转
扭转剪应力及其分布规律
G
EE dx
d
dx
G
G
d
dx
圆轴扭转时横截面上各点的剪应力变化规律：
圆轴横截面上某一点的剪应力大小与该点到圆心的 距离成正比，圆心处为零，圆轴表面最大，在半径为ρ 的同一圆周上各点的剪应力均相等，其方向与半径相垂 直。
分段列剪力方程：
AC段 CD段 DE段 EB段
0<x≤0.25m， Q=RA=935N=Q1 0.25m≤x≤0.5m, Q=RA － P1=935 －500 = 435N = Q2 0.5m≤x<0.8m, Q=RA－P1－P2 = 935－500－1000 = － 565N=Q3 0.8m≤x<1m, Q = RA －P1 －P2 －P3= 935 － 500 －1000 －300
只 用一个尺寸来说明两个零件能够实现连接的条 件，引入公称直径的概念。凡是能够实现连接的 管子与法兰、管子与管件、管子与阀门，就规定 这两个连接件具有相同的公称直径。 JB/T4712-92 鞍座A2600-F JB/T4712-92 鞍座B2600-S
第七章 压力容器中的薄膜应力、 弯曲应力和二次应力
x=0.8m，M=173N·m ; x=1，M=0
化工设备基础总复习
化工设备基础总复习《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 力的合成与分解法则有和两种。
2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支承情况可以分为简支梁、和三种。
3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。
4. 两物体之间的机械作用称之为力。
力的三要素是、和。
5. 材料破坏的主要形式有和。
6. 平面力偶系平衡的充要条件是。
7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确定时不可缺少的参数。
8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和两种方法。
9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。
10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度的厚度是厚度。
11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。
12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作了、和。
13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。
14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。
二、判断题1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。
3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。
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。
6. 钢板卷制的压力容器筒体的公称直径指的是其内径，而无缝钢管做筒体时公称直径则是指其外径。
7. 平面力偶系平衡的充要条件是合力为零。
8. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
9. 由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，他们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。
化工设备设计基础复习资料
化工设备设计基础一、简答题1、换热器管箱在什么情况下要进行热处理？为什么？答：碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，应进行焊后热处理。
设备法兰密封面热处理后精加工。
因为热处理使得设备法兰较大变形得以恢复，充分保证了设备法兰的密封性。
2、构件在外力作用下，安全可靠地进行工作应满足哪些力学条件？答：（1）强度条件；（2）刚度条件；（3）稳定性条件 2、常见典型平面约束有几种？答：（1）柔索约束，如绳子、链条、皮带、钢丝等（2）理想光滑面约束（3）圆柱铰链约束3、材料力学对变形固体作了哪些假设？答：（1）连续性假设（2）均匀性假设（3）各向同性假设4、提高梁弯曲强度和刚度的措施？答：（1）合理安排梁的受力情况（2）选择合理的截面形状4、引构件产生交变应力的原因有哪些？答：（1）载荷作周期性变化（2）载荷不变化，但构件作某些周期性运动 6、提高构件疲劳强度的措施？答：（1）减缓应力的集中（2）降低表面粗糙度（3）增加表面强度7、化工容器零部件标准化的意义是什么？答：标准化是组织现代化生产的重要手段，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力，实现标准化，可以增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修，提高劳动生产率。
标准化为组织专业生产提供了有利条件。
有利于合理利用国家资源，节省材料等。
标准化的基本参数公称直径、公称压力。
8、从容器的安全、制造、使用等方面说明对化工容器机械设计有哪些基本要求？答（1）强度（2）刚度（3）稳定性（4）耐久性（5）密封性（6）节省材料和便于制造（7）方便操作和便于运输。
9、轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围？答：（1）回转壳体曲面在几何上是轴对称的壳体厚度无实变。
曲率半径连续变化的、材料均匀、连续且各向同性。
（2）载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的没有突变情况（3）壳体边界应该是自由。
化工设备基础复习题(地质大学复习题)
化工设备机械基础复习题一、概念部分1.化工生产的特点？1生产的连续性强2生产的条件苛刻3介质大多易燃.易爆.有毒性.4生产原理的多样性2.化工生产对化工设备的基本要求 1安全性能要求2工艺性能要求3使用性能要求3.常用的化工设备种类？ 1反应类设备2换热类设备3储存类设备4塔类设备4.容器的作用和主要零件名称？ 1储存物料2进行物理过程3进行化学反应1液面积2接管3入孔4封头5支座6简体5.搅拌器的作用和主要零件名称？作用:广泛用于物料的混合，溶解，萃取，分散，结晶，吸收和解吸等作用。
主要零件有:搅拌器，内筒，夹套，搅拌轴，悬挂支座，入孔，轴封装置和转动装置等6.换热器的作用和主要零件名称？作用：换热效率高，本身热阻小，热惯性低，灵敏，节省材料和空间，节省动力，流动阻力小，噪音低等7.化工设备及零部件标准化的最重要参数？是公称直径与公称压力8.设备支座的作用和种类？作用:用来支承设备的重量和固定设备的位置。
种类:1耳式支座2鞍式支座3裙式支座4腿式支座9.塔设备的分类？ 1填料塔2板式塔10.化工设备材料选用原则？1使用性原则2工艺性原则3经济性原则11.工程材料分为哪三大类？金属材料2非金属材料3复合材料12.解释下列金属材料牌号的含义：20钢、45钢、60钢、ZG200-400、60Si2Mn、Q215、Q235、HT150、ZCuPb20Sn5、40Cr、65Mn。
13.金属材料的力学性能主要有哪些？1强度2塑性3硬度14.工程上常用的热处理方法是？1退火2正火3淬火4回火15.化工工艺图主要有？1工艺流程图2设备布置图3管道布置图16.化工设备图样主要有？1总装配图2设备装置图3部件装配图4零件图17.什么是强度？什么是刚度？强度指构件抵抗破坏的能力。
刚度指构件抵抗变形的能力18.什么是应力？内力在一点处的集度称应力19.带传动的类型？1平带传动 2 V带传动3多带传动4圆带转动5同步带转动20.带传动的优点？带传动的缺点？优点:1带传动较平稳，噪声小，能够缓冲吸振2依靠带在带轮上打滑能起到过载保护作用3结构简单，成本低廉，适用于传递中心距较大的场所缺点:1由于弹性滑动的存在，使转动效率降低，么擦损耗较大。
化工设备机械基础-总复习
第四章 应力状态和强度理论
3. 强度理论
材料破坏的主要形式
脆性断裂：材料在未产生明显塑性变形的情况下，就突然断裂
塑性屈服：在材料的应力达到屈服极限后，就会产生明显的塑性 变形，以致构件不能正常工作 最大拉应力理论：材料发生脆性断裂的主要因素是最大拉应力
F F F FF
X X X XX
Q1(X) Q1(X) Q1(X) M1 1 (X) Q1 Q (X) (X) M1(X) 1(X) M M1 M 1(X) (X)
B B B BB NB NB NB NB NB
A A A AA
F F F FF
C C C CC
Q2(X) Q2(X) Q2(X) M2 2 (X) Q2 Q (X) (X) M2(X) 2(X) M M2 M 2(X) (X) Nc
N max [ ] A N [ ] A
N [ ]
强度校核
设计截面尺寸 A
确定许可载荷
[ N] [ ]A
第二章 拉伸与压缩(变形体－杆)
5. 虎克定律
基本形式：直杆受轴向拉伸或压缩时，若其横截面上的应力未超 过某一限度时，则纵向应变与正应力成正比 ζ =Eε 导出形式：弹性范围内，直杆受轴向拉伸或压缩时，则直杆的绝 对变形与轴力及杆长成正比，而与杆的横截面面积A成反比。
2 A
D 4
64
平行移轴定理：截面对任一轴的惯性矩，等于它对平行于该轴的 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
化工设备设计基础期末考试复习资料
《化工设备设计基础》课程综合复习资料一、判断题1.在补强圈上设置一个M10的螺纹孔，其目的是为了检验焊缝紧密性。
答案：√2.轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
答案：√3.法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
答案：×4.一般情况下，钢板材料的许用应力[σ]t随钢板使用温度的升高而降低，随钢板厚度的增加而增加。
答案：×≤0，说明地脚5.塔设备的裙座地脚螺栓设计计算结果中，如果地脚螺栓承受的最大拉应力B螺栓实际并未承受载荷，设备自身足够稳定，因此可不必设置地脚螺栓。
答案：×6.16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
答案：√7.整体补强就是用增加整个筒体或封头壁厚的办法来降低峰值应力，使之达到工程许可的程度。
当筒身上开设排孔，或封头上开孔较多时，可采用整体补强的办法。
答案：√8.我国第一部压力容器的国家标准是GB/T 151-2014《热交换器》。
答案：×9.进行梁的弯曲强度计算时，对于抗拉和抗压强度不同的材料，只要求出最大拉应力，满足抗拉强度条件。
答案：×10.压力容器法兰的公称直径指的是与之相连的容器筒体或封头的公称直径。
答案：√11.薄膜理论中轴对称壳体主要指壳体的几何形状和约束条件是对称于旋转轴的。
答案：×12.当筒体足够长，两端刚性较高的封头对筒体的中部的变形不能起到有效支撑作用时，筒体最容易失稳压瘪。
答案：√13.“等面积补强法”的计算原则是：处于补强有效区内的补强金属截面面积，应该至少等于或大于被削去的金属截面面积。
答案：√14.由于边缘应力具有局部性，在设计中可以在结构上只作局部处理。
答案：×15.容器类别越高，设计、制造、检验、管理等方面的要求越严格。
答案：√16.薄壁圆筒两端受轴向均布外压作用，当达到临界压力值时，同样会发生失稳现象，这种失稳状态与径向承受外压圆筒失稳完全相同。
化工设备机械基础复习资料
《化工设备机械基础》复习资料一、名词解释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、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。
8、低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
9、碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
10、铸铁：含碳量大于2%的铁碳合金。
1.1、热处理：钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式，以改变其组织、满足所需要的物理,化学与机械性能，这样的加工工艺称为热处理。
12、正火：将加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来，冷却速度比退火快，因而晶粒细化。
13、退火：把工件加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间，然后随炉一起冷却下来，得到接近平衡状态组织的热处理方法。
14、淬火：将钢加热至淬火温度（临界点以30～50oC）并保温一定时间，然后再淬火剂中冷却以得到马氏体组织的一种热处理工艺。
淬火可以增加工件的硬度、强度和耐磨性。
15、回火：在零件淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却处理工艺。
回火可以降低和消除工件淬火后的内应力，使组织趋于稳定，并获得技术上所要求的性能。
16、调质：淬火加高温回火的操作。
要求零件的强度、韧性、塑性等机械性能都较好时，一般采用调质处理。
17、普通碳素钢：这种钢含硫,磷等有害杂质较多，要求S≤0.055%，P≤0.045%。
化工设备基础知识点背诵版及试题详解
压力容器基础知识考试、检验、修理和改造，均应严格执行
《压力容器安全技术监察规程》的规定。
（ √）
2． 内压圆筒强度计算公式的理论依据是第一强度理论。
（√）
3． 压力容器壳体的最小厚度的规定是为了保证容器的最低强度条件要求。 （× ）
4． 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。（√）
Pcr 与什么因素有关？
1) 与材质有关 （E） 2) 与粗细有关 （Ø） 3) 与长短有关 （L）
失稳的实质:是容器筒壁内的应力状态由单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡
临界压力： Pcr 的数值与筒体的几何尺寸、材质及结构有关，是每个容器固有的。这种关系是怎 样的？
临界压力计算公式
Pcr
4 塔设备
1) 外压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力应出现在什么工况？什么风面？ 2) 塔设备设计时，除了有操作压力作用外，还应考虑哪些载荷的作用？ 3) 填料塔常用液体分布装置主要有什么？ 4) 按照传热方式的不同，换热设备的分类 5) 管壳式换热器结构型式 6) 载荷以不同方式作用于杆件会产生不同变形，杆件变形的基本方式 7) 低碳钢材料在拉伸时，弹性阶段应力与应变成正比，该比例常数称为什么？ 8) 工程上塑性指标通常指什么？ 9) 设备选材时必须考虑的加工工艺性能主要指标 10) 设备材料的普通热处理的分类 11) 卧式容器支座主要形式 12) 立式容器支座主要形式 13) 塔设备按其结构特点分类可分为几类？
2 化工设备设计
1. 内压薄壁圆筒设计 1) 什么叫强度失效准则？ 2) 什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？ 3) 为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？ 4) 内压薄壁容器设计中，有几种壁厚名称？这些壁厚的含义是什么？这些壁厚之间的大小 关系如何？ 5) 水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？
《化工设备设计基础》复习讲解
《化工设备设计基础》复习1工程力学基础1. 强度:构件抵抗破坏的能力2. 刚度:构件抵抗变形的能力3. 稳定性:构件保持原有平衡形态能力4. 强度性能:抵抗破坏的能力,用σs和σb表示弹性性能:抵抗弹性变形的能力,用E表示塑性性能:塑性变形的能力,用延伸率δ和截面收缩率ψ表示5. 什么叫强度?直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么?6. 低碳钢的拉伸试验中,从开始加载至断裂经过哪几个阶段?7. 钢材的机械性能主要包含哪些指标?8. 工程设计中有哪几种常用的强度理论?9. 材料破坏有哪几种主要形式?2化工设备设计1. 内压薄壁圆筒设计1 什么叫强度失效准则?2 什么叫腐蚀余量?腐蚀余量与哪些参数有关?3 为何引入焊缝系数?焊缝系数与哪些参数有关?4 内压薄壁容器设计中,有几种壁厚名称?这些壁厚的含义是什么?这些壁厚之间的大小关系如何?5 水压试验的目的是什么?容器如何进行压力试验?6 如何确定水压试验的试验压力?对立式容器的卧置做水压试验时,其试验压力又如何确定?7 水压试验的强度校核公式2. 外压容器设计1 什么是外压容器?2 什么叫临界压力?临界压力与什么因素有关?3 什么叫计算长度?4 什么叫长圆筒?什么叫短圆筒?5 什么叫失稳?外压容器的稳定性条件是什么?6 设置加强圈的目的是什么?加强圈的类型有哪些?3. 压力容器开孔与接管1 开孔补强的目的是什么?2 等面积补强法的设计原则是什么?3 在内压薄壁圆筒上开一椭圆孔,椭圆孔的长轴应如何放置?为什么?4. 容器零部件标准的选用1 法兰联结结构一般是由哪三个部分组成?2 法兰的公称压力与哪些因素有关?3 鞍座有哪些型式?4 一台卧式容器的鞍座型式如何选择?为什么?5. 化工设备设计的基本要求1 安全可靠:材料的强度高、韧性好;材料与介质相容;结构有足够的刚度和抗失稳能力;密封性能好2 满足过程要求:功能要求;寿命要求(高压容器:20年,塔、反应设备:15年3 综合经济性好:生产效率高、消耗低;结构合理、制造方便、结构紧凑;易于运输和安装4 易于操作、维护和控制:操作简单、可维护性好和可修理性好、便于控制5 优良的环境性能:防污染、防噪声等6. 压力容器的一般分类方法常见的按下列等进行分类1 压力大小2 用途3 受压方式4 制造方法5 壳体结构形式7. 失效的最终表现形式:泄漏、过度变形和断裂。
化工设备机械基础部分复习题(含答案)
在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓 和增加螺栓 的办法，对密封是有利的。
对已有内压薄壁圆筒设备进行强度校核的计算式为 。
t()[]2t c i e e p D δσφσδ+=≤1、椭球壳的长、短轴之比a/b 越小，其形状越接近球壳，其应力分布也就越趋于均匀（ ）2、在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应增加纵截面的削弱程度，以减小环向应力（ ）3、短圆筒侧向失稳时波形数为2（ ）4、从容器的安全、制造、使用等方面说明，对化工容器机械设计有哪些基本要求？答：（1）强度（2）刚度（3）稳定性（4）耐久性（5）密封性（6）节省材料便于制造（7）方便操作和便于运输5、影响外压容器临界压力的因素有哪些？答：（1）筒体的几何尺寸（2）筒体材料性能（3）筒体椭圆度和材料不均匀的影响6、轴对称回转体薄膜理论的应用范围？答：（1）回转壳体曲面在几何上是轴对称的，厚度无突变。
曲率是连续变化的，材料均匀，各向同性。
（2）载荷在壳体曲面上的分布是轴对称，无突变。
（3）壳体边界是自由支承的。
（4）壳体边界上无横剪力，无弯矩。
7、某化工厂欲设计一台石油气分离用乙烯精馏塔。
工艺参数为：塔体内径Di=600mm,计算压力p c =，工作温度为-3至+20℃，塔体材料选用Q345R ，单面焊，局部无损检测。
给定参数：C 2=, C 1=，Φ=，[σ]t =[σ]=170MPa，σs =345MPa2[]c it c p D p δσφ=-()0.92T i e T s ep D δσφσδ+=≤ （1）确定塔体厚度。
（2）校核水压试验强度。
解：（1）已知参数：C 2=, C 1=，Φ=，[σ]t =[σ]=170MPa，σs =345MPa计算厚度 2.2600==4.（9mm ）21700.8-2.22[]c i t cp D p δσφ⨯=⨯⨯- 设计厚度d 2=4.91 5.9(mm)C δδ=++= 名义厚度n 1=5.90.25+圆整 6.15+圆整d C δδ=++= 圆整后n 7mm δ=(2) 校核水压试验强度()0.92T i e T s ep D δσφσδ+=≤ 1.25 1.25 2.2 2.75()T p p MPa ==⨯=（[σ]/[ σ]t ≈1，p=p c =） n e=7 1.25 5.75(mm)C δδ-=-= 则： 2.75(600 5.75)144.（9）2 5.75T MPa σ⨯+==⨯ 0.9=0.90.8345=248.（4MPa ）s φσ⨯⨯ ＜0.9T s σφσ，水压试验强度够。
化工设备基础知识汇总
第十八页，共121页。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到 液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
液体在流经叶轮的运动过程获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大 而减速，部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。 依靠叶轮的不断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在 离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。
第三十五页，共121页。
离心泵的特性曲线
操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下， 通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。
第九页，共121页。
塔板型式
第十页，共121页。
塔板正常流动状态
第十一页，共121页。
筛板的优点是结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。其 缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
组成。
第二十九页，共121页。
特征: 反应器高度与直径相当或稍高。 釜内设有搅拌装置和挡板。 常带夹套或釜内放置蛇管，传热以维持釜内所需温度。 适用于液相均相反应、气液反应、液液反应、液固反应、气 液固三相反应。
第三十页，共121页。
4、固定床反应器
催化剂以固相装填在反应器内，反应物流以气相或液相通过催化剂床层，在催化剂表面进行化学反应的装置称固定 床反应器。
化工设备基础知识复习题(学生)
化工设备设计基础复习第一章化工设备基础知识1、化工生产的特点：2、化工生产对化工设备的安全性能要求：3、按压力等级分类，压力容器、设备与管道的压力等级分类及代号4、容器按用途分几类？代号是什么？5、薄壁容器和厚壁容器的区分。
6、我国质量技术监督部门根据《压力容器安全技术监察规程》将压力容器分为几大类7、从安全管理和技术监督的角度来考察，压力容器一般分为哪两大类。
8、压力容器零部件的两个基本参数是什么？9、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指什么？无缝钢管做筒体时，其公称直径是指什么？10、容器和容器零部件的机械设计应满足的条件有哪些？第二章化工设备常用材料及选择1、金属材料在外力作用下所引起的变形和破坏过程大致可分为哪三个阶段？3、固体材料常用的强度指标是：4、材料常用的塑性指标是：5、硬度和强度、耐磨性的关系.6、金属材料的化学性能主要是指什么？7、化工设备的加工制造方法主要包括哪些？8、列出5 种合金钢中常用的合金元素。
9、中碳钢按钢的用途、质量等级等可分为哪几类？10、牌号为Q235A.F 的普通碳素钢，符号和数字各代表什么意思？11、碳素钢的牌号是按含碳量的？分之几来表示的。
牌号为45 号钢的优质碳素钢，它的含碳量是多少？12、低、中、高碳钢各有什么特点？各常用于哪方面？13、钢的热处理工艺有回火处理，低温回火、中温回火和高温回火的大致温度范围各是多少？各有什么特点？什么叫调质？14、什么是热处理，热处理分哪些种类，钢材进行热处理的目的是什么？15、合金钢的牌号如何规定？普通低合金钢的合金元素含量是多少？16、根据溶入合金元素数量的多少可分为哪两种？17、容积钢，锅炉钢和滚动轴承钢的代号，。
18、根据所含主要合金元素的不同，不锈钢常分为？19、各列出5 种有色金属材料和非金属材料。
20、根据腐蚀介质的不同，金属腐蚀分哪两种？根据腐蚀破坏的形式，腐蚀又可分为哪两种腐蚀？金属设备的防腐措施有哪几种？第三章内压薄壁容器的设计1、容器的内外直径比为多少的容器称薄壁容器？2、内压薄壁容器受压后将产生两个方向的应力分别称什么应力？两者之间的关系？3、如需在筒体上开设椭圆形孔时，如何开？4、钢板卷制圆筒形容器，纵焊缝与环焊缝哪个易裂？5、边缘应力具有哪两个基本特性？对边缘应力的处理方法有哪几方面？6、设计压力和设计温度的概念？设计温度与工作温度的关系？7、极限应力和许用应力的概念。
《化工设备设计基础》综合复习资料
1．外压容器容器内外的压力差小于零叫外压容器。
2．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为边缘应力。
3．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 分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。
4．计算厚度由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。
5．低压容器对内压容器当其设计压力为0.1MPa P 1.6MPa 时为低压容器。
6．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。
7．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。
8．公称压力将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准压力等级就是公称压力9．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。
10．20R 20表示含碳量为0.2% ，R 表示容器用钢。
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．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。
13．强度构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。
14．临界压力导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。
15．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。
二、判断是非题（正确的划"，错误划X）1 •内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。
（X）2.设计压力为4MPa的容器为高压容器。
（X）3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。
（X）4. 受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。
（"）5. 一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。
（X）6. 在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。
（V）7. 压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。
（"）8. 边缘应力具有自限性和局限性。
- 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)。
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 力的合成与分解法则有和两种。
2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支承情况可以分为简支梁、和三种。
3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。
4. 两物体之间的机械作用称之为力。
力的三要素是、和。
5. 材料破坏的主要形式有和。
6. 平面力偶系平衡的充要条件是。
7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确定时不可缺少的参数。
8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和两种方法。
9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。
10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度的厚度是厚度。
11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。
12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作了、和。
13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。
14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。
二、判断题1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。
3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。
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。
6. 钢板卷制的压力容器筒体的公称直径指的是其内径，而无缝钢管做筒体时公称直径则是指其外径。
7. 平面力偶系平衡的充要条件是合力为零。
8. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
9. 由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，他们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。
10. 平面力系问题的各类约束中，固定端约束存在1个约束反力。
11. 某一直径一定的外压圆筒校核计算时发现其临界压力小于计算外压力，可以采用增加壁厚、设置加强圈或提高材料强度的方法来解决。
12. 16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
三、简答分析题1. 工程中常用的补强结构有哪些？补强圈上一个M10孔的作用是什么？2. 0Cr18Ni9Ti和20R各属于哪一类钢？并解释各符号的含义？3. 下图所示为某一低碳钢的拉伸曲线，其中P为加载过程中的某卸载点。
请把图中的各对应点A、B、C、D、P1、P2、P3与下列术语对号入座。
比例极限（）强度极限（）屈服极限（）弹性极限（）P点总应变（变形）（）P点弹性应变（变形）（）P点塑性应变（变形）（）4. 按从小到大的顺序写出在相同设计条件下（温度、压力、材料、筒体尺寸及焊接等）计算出来的下列封头的壁厚：平板封头δ1、半球形封头δ2、椭圆形封头δ3、碟形封头δ4。
5. 水压试验时的环境温度如何规定？为什么？6. 等面积补强法的补强原则是什么？有哪几种开孔补强型式？7. 在双鞍式卧式容器设计中为何要选用两个型式不同的鞍座？都是什么类型？8. 设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？9. 塔的最大质量、最小质量出现在何工况？写出其最大、最小质量的表达式。
10. 通过低碳钢单向拉伸试验（圆棒状试件）的各阶段分别得到材料的哪些机械性能指标？11. 某精馏塔的设计压力为0.5MPa ，设计温度为300℃。
试问在此塔上搭配联接塔身与封头的法兰，能否使用公称压力为0.6MPa 、20钢制的乙型平焊法兰？为什么？12. 求图1所示轮胎形回转体上A 、B 两点的第一、第二曲率半径？四、计算应用题1. 有一库存很久的压力容器。
已知容器内径Di=1200mm ，壁厚n δ=8mm ，腐蚀裕量C2=2mm ，钢板负偏差C1=0.25mm ，设计温度为常温。
材料的许用应力t ][σ=170 MPa ，要求采用双面对接焊缝，100%无损检测。
① 校核设计压力P=2.2MPa 时此压力容器的强度？② 若容器强度不够，试计算此容器的最大允许压力为多少？图1 图22. 某厂一塔，内径800mm D i =，设计压力2MPa .1P =，设计温度127℃，焊缝系数φ=0.85，材料16MnR ，材料许用应力t ][σ=170MPa ，壁厚附加量为3mm C =。
① 确定此塔体名义壁厚？② 若塔采用材料为Q235-A ，此时材料的t ][σ=113 MPa ，此塔的名义壁厚为10 mm ，其他条件不变，校核此塔的强度？图1 图2 3. 设计一个圆筒形的液氨贮罐：已知设计压力为2.5MPa ，操作温度-5～44℃，用16MnR 钢板制造，t ][σ=163MPa ，焊缝系数为φ=0.85，贮罐内径为1200mm ，钢板负偏差1C =0.8mm ，腐蚀裕量2C =1mm 。
① 试确定筒体厚度。
② 若筒体厚度为20mm ，试计算筒体的薄膜应力。
图1 图2 4. 有一内压卧式汽包，其内径Di=1300mm ，设计压力为17.2MPa ，汽包上装有安全阀，设计温度为300℃，材质为18MnMoNbR ，双面焊缝，100%探伤， t ][][σσ==190 MPa ，s σ=410 MPa ，壁厚附加量C=2.5mm 。
① 设计该容器的名义壁厚。
② 校核该汽包水压试验时的强度。
图1图2《化工设备设计基础》综合复习资料参考答案一、填空题1. 平行四边形法则，三角形法则；2. 分布载荷，集中力偶，外伸梁，悬臂梁；3. 热脆，冷脆；4. 大小，方向，作用点；5. 脆性断裂，塑性屈服；6. 合力偶矩等于零；7. 选材，许用应力；8. 液压试验、气压试验；9. 强制性；10. 名义，有效；11. 联结件，被联结件，密封元件12. 完全弹性，直法线假设，不挤压假设，小位移假设；13. 剪切，拉压（正）；14. 正常操作，迎风；二、判断题1. √2. ×3. × 4 × 5. × 6. √ 7. × 8. × 9.√ 10. × 11. × 12. √三、简答分析题1. 答：补强圈、厚壁管、整锻件补强检验焊缝的紧密性。
2. 答：0Cr18Ni9Ti 属于不锈耐酸钢，表示含碳量少于0.08%、含Cr 18%、Ni 9%、Ti 1%；20R 属优质碳素结构钢，表示含碳量为0.2%的压力容器用钢。
3. 答：A 、B 、C 、D 、P3、P2、P14. 答：δ2<δ3<δ4<δ 1 5 答：规定水压试验环境温度：要求水温低于其沸点温度而高于材料的转脆温度。
原因是防止水变为气体，同时确保在水压试验时不会发生材料突然变脆而造成强度破坏的现象，使水压试验顺利进行，达到检验容器强度及有无渗透现象的目的。
6. 答：原则是在邻近开孔处所加补强圈的截面积应与开孔而失去的截面积相等。
补强圈、厚壁管、整锻件补强7. 答：因为这样可以适应由于温度变化引起的卧式容器伸缩，减少温差应力。
一个为固定式鞍座（F 型），另一个为滑动式鞍座（S 型）。
8. 答：目的：大大减小计算长度，提高容器抗失稳的能力。
加强圈主要采用刚性较大的型钢，主要类型有：扁钢、角钢、槽钢和工字钢等。
9. 答：塔的最大、最小质量是分别是塔在水压试验时和塔在安装检修时的质量。
max 01020304w a e m m m m m m m m =++++++ min 010203040.2a e m m m m m m m =+++++10. 答：弹性段：比例极限、弹性极限、弹性模量屈服段：屈服极限 强化段：强度极限 颈缩断裂段：延伸率、断面收缩率11. 答：不能使用。
PN=0.6MPa 、20钢制的乙型平焊法兰300℃时最大允许工作压力为0.36MPa ，小于设计压力。
12. 答： A ： R1=r ， R2= D/2cos θ-rB ： R1=r ，R2=D/2+r四、计算应用题1 解：已知双面对接焊缝，100%无损检测。
0.1=φ 25.02812--=--=C C n e δδ=5.75 mm①75.52)75.51200(2.22)(⨯+⨯=+=e e i D p δδσθ=230.67 MPa 由于170][=>t σφσθ MPa 所以容器强度不合格。
② t ee i D p ][2)(σφδδσθ≤+= 75.51200170175.52][2][+⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯=e i t e D p δσφδ=1.62MPa 2. 解：① 2.185.017028002.1][2-⨯⨯⨯=-=c t i c p D p φσδ=3.34 mm 334.3+=+=C d δδ=6.34 mm 圆整得，=n δ7 mm ② 310-=-=C n e δδ=7 mm72)7800(2.12)(⨯+⨯=+=e e i D p δδσθ=69.17 MPa 由于05.9685.0113][=⨯=<t σφσθ MPa 所以容器强度合格。
3. 解：① 壁厚附加量：C=C 1+C 2=0.8＋1=1.8mm 计算厚度：mm P PD t i 94.105.285.0163212005.2][2=-⨯⨯⨯=-=φσδ 设计厚度：mm C d 72.128.192.10=+=+=δδ 根据钢板厚度规格，取名义厚度 mm n 14=δ。
② 筒体中径为：1220201200=+=+=δi D D mm经向应力： 125.3820412205.24=⨯⨯==δσPD m MPa 环向应力 25.7620212205.22=⨯⨯==δσθPD MPa 4. 解：已知双面对接焊缝，100%探伤 0.1=φ① 2.170.1190213002.17][2-⨯⨯⨯=-=c t i c p D p φσδ=61.63 mm 5.263.61+=+=C d δδ=64.13 mm 圆整得，=n δ65 mm ② =-=-=5.265C n e δδ62.25 mm 1901902.1725.1][][25.1⨯⨯==t T p p σσ=21.5 MPa 25.622)25.621300(5.212)(⨯+⨯=+=e e i T T D p δδσ=235.25 MPa 4100.19.09.0⨯⨯=S φσ=369 MPa 由于S T φσσ9.0< 所以水压试验强度合格。