化工机械设备基础
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。
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
《化工设备机械基础》课件
新型材料
高分子合成材料
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等，具有优良的耐腐 蚀性和绝缘性，适用于制 造管道和储罐等。
纳米材料
具有优异的力学性能和耐 腐蚀性，可用于制造高效 能换热器和催化剂载体等 。
智能材料
如形状记忆合金和光纤传 感器等，具有自适应和自 诊断功能，可用于化工设 备的监测和维护。
03
CATALOGUE
气密封
利用气体在密封腔内的压力差，使气体被密封在腔室内，以达到密封的目的。原理是利用 气体在密封腔内的压力差和密封元件的配合，使气体被密封在腔室内。
密封材料的选择
耐腐蚀材料
对于腐蚀性较强的介质，应选择耐腐蚀性能 较好的材料，如不锈钢、钛合金等。
耐磨材料
对于磨损较大的介质，应选择耐磨性能较好 的材料，如碳化硅、碳石墨等。
详细描述
腐蚀的原理是金属原子与环境中的原子发生交换或结合，导致金属表面的原子被氧化或还原。腐蚀速率受多种因 素影响，如环境湿度、温度、酸碱度、氧气浓度、盐分等。此外，金属的种类、合金成分、表面状态、机械性能 等也会影响腐蚀速率。
防腐蚀的方法与措施
总结词
防腐蚀的方法包括材料选择、表面处理、涂层保护等，目的是减缓或阻止腐蚀的发生。
化工设备的腐蚀与防护
腐蚀的定义及分类
总结词
腐蚀是一种常见的化学反应，会导致材料损失和设备损坏。
详细描述
腐蚀是指金属与环境之间的化学或电化学反应，导致金属损 失和性能下降。根据腐蚀机理和环境条件的不同，腐蚀可以 分为多种类型，如化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀等。
腐蚀的原理及影响因素
总结词
腐蚀的原理涉及到金属与环境之间的相互作用，影响因素包括环境因素和金属性质。
设备安装精度控制
化工设备机械基础-总复习
第一章 静力分析（刚体）
分析： 未知数与平衡方程数 BE与CE为二力杆
［例题］图示结构由曲梁ABCD及杆CE、BE和GE构成，A、B、C、E、G均为铰接。已知F=20kN，均布载荷q=10kN／m，M=20kN·m，a=2m。试求A、G处的反力及杆BE、CE所受之力。
第一章 静力分析（刚体）
贮运设备
按承压高低分类
常压容器：p < 0.1 MPa
低压容器：0.1≤p < 1.6 MPa
中压容器：1.6≤p < 10 MPa
高压容器：10≤p < 100 MPa
超高压容器：100 MPa ≤p
按综合安全管理分类
I类容器－II类容器－III类容器
第六章 化工设备设计概述
第六章 化工设备设计概述
第三章 弯曲(梁)
梁的弯曲强度公式
02
梁的弯曲要解决的三类问题
03
强度校核
04
确定梁的截面形状、尺寸
05
计算梁的许可载荷
06
首先进行静力分析，求解约束反力；
其次内力分析画出正确的剪力图和弯矩图，确定危险截面；
08
求解危险截面的最大弯曲应力；
09
利用弯曲强度条件（或其公式的变形）求解问题。
第四章 应力状态和强度理论
第三章 弯曲(梁)
［例题］已知梁的载荷F=10kN，q=10kN／m，b=1m，a=0.4m，列出梁的剪力、弯矩方程，并做出剪力、弯矩图。 解：⑴ 画受力图，列平衡方程，求支反力； NB=1kN Nc=19 kN ⑵ 利用截面法分别列出AC、CB段的剪力和弯矩方程； AC段：Q(X)=-10 M(X)=-10X (0≤X<0.4) CB段：Q(X)=13-10X M(X)=-5X2 + 13X - 8.4 (0.4<X≤1.4) ⑶ 画出剪力图和弯矩图
化工设备机械基础
二、钢铁牌号及表达措施：
3、特殊性能钢 主要指不锈耐酸钢 铬不锈钢，如1Cr13 铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9 节镍不锈钢
表1-2 压力容器用碳素钢镇定钢板旳合用范围表
钢板 牌号
Q235-B
使用温 度℃
0~350
设计 壳体钢 压力 板厚度 MPa mm
≤1.6 ≤20
• 其他限 制
• 不得用 于毒性 程度为 高度或 极度危 害介质 旳压力 容器
Q235-C 0~400 ≤2.5 ≤30
二、钢铁牌号及表达措施（GB/T221-2023）
二、常见腐蚀类型 2. 晶间腐蚀
发生在晶界，晶粒之间结合力下降，与元素Cr旳含量有关。
奥氏体不锈钢晶粒——阴极 晶粒边界析出旳碳化铬 贫铬区——阳极 晶粒边界
图1-1 奥氏体不锈钢旳晶间腐蚀
二、常见腐蚀类型
3. 应力腐蚀
金属在腐蚀介质 和拉应力旳共同 作用下产生旳一 种破坏形式。腐 蚀与拉应力起相 互增进旳作用。
所体现旳行为，涉及变形和抗力，即在外力作用 下不产生超出允许旳变形或不被破坏旳能力。
1、强度：固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变 形和断裂旳特征。
屈服强度σs(σ0.2) 抗拉强度σb 蠕变强度σn 持久强度σD
金属材料承受载荷作用， 当载荷不再增长或缓慢 增长时，仍继续发生明 显旳塑性变形，这种现 象就称为屈服。
腐蚀性介质
原始裂纹 保护膜
应力方向 金属本身
裂纹尖端 裂纹将扩展旳区域
图1-2 应力腐蚀旳裂纹扩展
化工机械设备基础
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⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑∑omYX一基本概念弹性模量：材料抵抗弹性变形的能力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。
εεμ'=μεε-='泊松比横向线应变剪力的符号约定计算剪力的法则：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
写成关系式为
这是描述弹性范围内杆件承受轴向载荷时力与变形的胡 克定律。其中，FP为作用在杆件两端的载荷；E为杆材料的 弹性模量，它与正应力具有相同的单位；EA称为杆件的拉伸 （或压缩）刚度;式中“＋”号表示伸长变形；“－”号表示 缩短变形。
化工设备机械基础
4、零件序号、明细表和标
题栏 装为了配生图产的和管内理容上的
需要，在装配图上按一定格
式将零•一、组部件视进图行编号并编 制明细•必表要。的标题尺栏寸说明机器 或部件•技的术名要称、求图号、比例 方等法，•零正确件、序清号晰、地明表达机 2器、或必部要细件的表的尺工寸作装原配理图、中零要件 注间出的表装•示标配机关题器系栏或和1、部零件件一的的组性主能要、 规结格构以形视及状图装等配用、检各验种、表安装 时必要达的一些尺寸
答案(A)中的杆件只有压缩变形；答案(B)中的杆件只有拉伸变形。因 而都不满足变形协调的要求。
答案(C)中的AC段杆和BC段杆的受力相同，但是长度不等，因而压缩 变形量不等于拉伸变形量。所以也不满足变形协调的要求。
正确答案是 D 。
28
变形计算
绝对变形
设一长度为l、横截面面积为A的等 截面直杆，承受轴向载荷后，其长度 变为l十 l，其中 l为杆的伸长量。
2a
a
4.5q
左端面外力向上， 剪力必向下，为 负
杯不与轴承接触处的内径应小些，形成轴承外圈的轴向定位
26
这种计算一般是在按前述方法求出轴径后，根据 选定的装配方案设计出轴的主要结构尺寸的基础上进 行的。这时轴上零件的位置已知，即外载荷及约束力 的作用位置已知，因而可以分析轴的受力、绘制弯扭 图、进行轴的强度校核。其步骤为：
化工设备机械基础
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
2024年化工设备机械基础总结标准
2024年化工设备机械基础总结标准____年化工设备机械基础总结标准一、引言化工设备机械基础是指在化工生产过程中，用于支撑、固定和传动设备的基础部分。
合理的机械基础设计可以保证设备的稳定运行、提高设备的安全性和可靠性，减少设备的振动和噪音。
本文将对____年化工设备机械基础的总结标准进行详细阐述。
二、机械基础的种类化工设备机械基础主要包括地脚螺栓基础、钢筋混凝土基础、岩基基础等。
各种基础在化工设备机械基础设计中都有其适用的范围和设计要求。
1. 地脚螺栓基础地脚螺栓基础适用于小型化工设备的固定，其设计要求主要包括螺栓的直径、材料的选择、基础板的尺寸等。
螺栓的直径和材料的选择需根据设备的质量和作用力来确定，基础板的尺寸应满足固定螺栓的要求，并考虑到基础板的强度和稳定性。
2. 钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础适用于大型化工设备的固定，其设计要求包括基础的尺寸、强度和稳定性等。
基础的尺寸要根据设备的负荷和作用力来确定，强度和稳定性要满足工程要求。
3. 岩基基础岩基基础适用于化工设备固定在岩石上的情况，其设计要求主要包括岩石的强度和稳定性等。
岩石的强度要满足设备的要求，并考虑到其稳定性，防止岩石的滑移和坍塌。
三、机械基础的设计要点1. 设备与基础的连接设备与机械基础的连接方式包括焊接、膨胀螺栓和内嵌固定件等。
焊接连接方式适用于小型设备的固定，膨胀螺栓连接方式适用于设备和基础的连接，内嵌固定件则适用于大型设备的固定。
2. 基础的形状和尺寸机械基础的形状和尺寸要根据设备的负荷和作用力来确定。
基础的形状一般为矩形、圆形或其他合适的形状，尺寸要满足设备的固定要求，并考虑到基础的强度和稳定性。
3. 基础的材料选择机械基础的材料选择要根据设备的质量和作用力来确定，一般选用钢材或钢筋混凝土。
钢材要满足强度和稳定性的要求，钢筋混凝土要满足工程的要求。
四、机械基础的施工与验收机械基础的施工包括基础的浇筑和固化等工序，浇筑前需进行基础的检查，检查内容包括基础的形状、尺寸和材料等。
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
—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式第一篇: 化工设备材料第一章化工设备材料及其选择2.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.泊松比（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。
26_化工设备机械基础(第三版)
化工设备机械基础（第三版）读书笔记模板01思维导图目录分析精彩摘录内容摘要读书笔记作者介绍目录03 0502 04 06思维导图机械基础相关化工设备版化工人员设备设备化工设备拆装化工操作管道运转题实验加工分析本书关键字分析思维导图内容摘要内容摘要本书分为设备基础篇和实训操作篇，以一线人员应具备的基本素质为出发点，注重基本视野和实用能力，较系统地简化学习化工设备基础知识、化工设备的结构及其管道、机械传动及化工运转设备，以及化工设备维护、维修、管理及材料方面的知识，并通过相关实验介绍及分析学习有关知识。
实操训练内容可以作为初步入门训练学习或介绍，也可作为后续与就业相关、与竞赛相关的深化学习。
本书适用于各类职业院校的化工工艺类专业使用，也可供其他相关人员参考。
目录分析绪论1化工设备基础知识2化工设备结构与管道3机械传动基础及化工运转设备4化工设备维护、维修与管理12345设备基础篇6实验与分析5化工设备材料设备基础篇1化工设备基础知识1.1容器的基本结构1.2化工生产对化工设备的基本要求思考题2化工设备结构与管道2.1换热器2.2塔设备2.3反应设备2.4管式加热炉和废热锅炉2.5其他设备2.6化工管道2.7阀门思考题3机械传动基础及化工运转设备3.1概述3.2常见机械传动3.3轴和轴承3.4可拆连接3.5减速器及其应用3.6化工运转设备思考题4化工设备维护、维修与管理4.1化工生产操作中的设备维护4.2换热器的操作维护4.3塔设备的操作维护与修理4.4磨损与润滑4.5振动防治技术4.6运转设备及阀门的操作维护4.7化工设备管理思考题5化工设备材料5.1化工设备与管道常用的金属材料5.2化工设备与管道使用的非金属材料5.3化工设备的腐蚀与防护思考题6实验与分析6.1钢材的力学性能实验与分析（一）6.2钢材的力学性能实验与分析（二）6.3材料的晶相组织观察实验6.4压力容器实验与分析6.5化工设备制造或检修后的试验6.6机械传动实验与分析7换热器拆装及压力检验9管阀加工与安装实训8离心泵拆装与运行实操训练篇7换热器拆装及压力检验7.1换热设备相关知识7.2填料函式换热器拆装及压力检验培训（竞赛）任务书7.3换热器拆装及压力检验培训（竞赛）说明书8离心泵拆装与运行8.1单级离心泵拆装与运行实训项目的内容和目标8.2泵的基础知识8.3IS、IH型单级单吸离心泵拆装与维护要点8.4IH泵的拆装与运行操作8.5考核评分细则（检查与评估）8.6泵检修能力的学习提高9管阀加工与安装实训9.1管阀加工与安装实训项目的主要要求9.2管子加工9.3管路安装9.4实际操作练习与考评读书笔记读书笔记这是《化工设备机械基础（第三版）》的读书笔记模板，可以替换为自己的心得。
化工设备机械基础(第二版)-汤善甫
化工设备机械基础(第二版)-汤善甫引言化工设备机械基础是化工工程师必备的基础知识之一。
本文档是基于汤善甫教授的经典教材《化工设备机械基础》第二版所编写的，旨在帮助读者全面了解化工设备机械的基本原理、分类和设计。
1. 化工设备机械概述化工设备机械是指在化工生产过程中起到物理或化学作用的设备，包括各种反应器、蒸馏塔、萃取塔、干燥器等。
化工设备机械的目标是实现化工过程的物质转化、分离和纯化等工艺操作。
2. 化工设备机械的基本原理化工设备机械的基本原理包括力学、热力学、流体力学等方面的知识。
力学原理是研究物体运动和力的学科，利用力学原理可以计算化工设备机械的受力情况。
热力学原理是研究热能转化和热力平衡的学科，应用于化工设备机械可以计算能量转化和热力平衡情况。
流体力学原理是研究流体运动和力的学科，可以应用于化工设备机械中的流体流动问题。
3. 化工设备机械的分类化工设备机械根据其功能和工作原理的不同可以分为多种类型。
常见的化工设备机械包括反应器、蒸馏塔、萃取塔、干燥器、离心机等。
反应器用于进行化学反应，蒸馏塔用于分离液体混合物，萃取塔用于提取目标物质，干燥器用于去除物料中的水分，离心机用于分离悬浮物。
4. 化工设备机械的设计原则化工设备机械的设计原则主要包括安全性、可靠性、经济性和环境友好性。
安全性是化工设备机械设计的首要原则，包括对操作人员和环境的保护。
可靠性是化工设备机械能够长期、稳定地运行的保证。
经济性是化工设备机械设计的重要指标，要尽量减少成本。
环境友好性是化工设备机械设计需要考虑的另一个重要因素，要尽量减少对环境的污染。
5. 化工设备机械的常见问题及解决方法在化工设备机械的设计和运行过程中，常会遇到一些问题，如漏气、渗漏、结焦等。
这些问题会影响化工设备机械的正常运行，需要及时解决。
对于漏气问题，可以采取密封措施；渗漏问题可以通过增加保温层来解决；结焦问题可以通过清洗和维护设备来解决。
结论本文档简要介绍了化工设备机械基础的一些重要内容，包括概述、基本原理、分类、设计原则和常见问题解决方法等。
《化工设备机械基础》习题解答
1 《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σEε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μ0.3 。
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。
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。
6.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。
7.铸铁含碳量大于2的铁碳合金。
化工设备机械基础第一、二章
化工设备机械基础第一章1.1 概述化工设备机械是指在化工生产过程中用于处理原料、生产中间产品或最终产品的机械设备。
化工设备机械的选型和设计直接影响到生产效率、产品质量、安全性和能源消耗等方面。
因此，深入了解化工设备机械的基础知识对于化工工程师和从事相关领域的专业人员非常重要。
1.2 化工设备机械的分类化工设备机械可以根据其用途、工作原理、结构形式等多种方式进行分类。
常见的分类方式包括： - 用途分类：反应设备、传质设备、分离设备、加热设备等； - 工作原理分类：机械设备、热力设备、化学设备等； - 结构形式分类：容器设备、管道设备、泵设备等。
1.3 化工设备机械的基本要求化工设备机械的选用和设计需要满足一定的基本要求，包括： - 安全性：化工设备机械工作环境复杂，对设备的安全性要求非常高。
因此，设备的设计和选用必须满足相应的安全标准，并考虑到可能的事故情况。
- 可靠性：化工设备机械的可靠性直接影响到生产效率和产品质量。
设备必须具备足够的强度和稳定性，能够在长时间、高负荷的工作条件下正常运行。
- 高效率：化工生产通常对设备的吞吐量有较高的要求，因此化工设备机械的设计应尽可能提高产量和生产效率，减少物料和能源的浪费。
- 维修性：化工设备机械的维修和保养是常规操作，因此设备的结构和组件应考虑到易于维修和更换的因素，以降低维护成本并减少停机时间。
1.4 化工设备机械选型的关键因素在进行化工设备机械选型时，需要考虑的关键因素包括： - 工艺要求：根据化工生产的具体工艺要求选择合适的设备机械。
不同工艺需要不同的操作条件和设备能力。
- 物料特性：不同的物料性质会对设备机械的选型产生影响，例如物料的粘度、腐蚀性和温度等。
- 产量要求：根据生产的产量要求选择适用的设备型号和规格。
产量的增加可能需要更大的设备容积或更高的工作能力。
- 能源消耗：考虑设备机械的能源消耗情况，选择能效较高的设备型号和工艺参数，以降低能源成本。
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。
- 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)。
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。
例：图中所示为简支梁，跨度l=1m ，作用三个集中载荷，P1=500N,P2=1000N,P3=300N,a=0.25m ，b=0.2m ，P3作用在梁的中央。
试作该梁的剪力图和弯矩图。
上压下拉为正 +MM上拉下压为负-MM解：由平面平行力系平衡条件可得： RA ×l = P1×（l －a ）+P2×l/2+P3 bRA=500 ×0.75+1000 ×0.5+300 ×0.2=935N RB ×l = P1 × a +P2×l/2+P3（l － b ） RB=500 ×0.25+1000 ×0.5+300 ×0.8=865N分段列剪力方程：AC 段 0<x ≤0.25m ， Q=RA=935N=Q1CD 段 0.25m ≤x ≤0.5m, Q=RA － P1=935 －500 = 435N = Q2DE 段 0.5m ≤x<0.8m, Q=RA －P1－P2 = 935－500－1000 = － 565N=Q3 EB 段 0.8m ≤x<1m, Q = RA －P1 －P2 －P3= 935 － 500 －1000 －300 = －865N=Q4分段列弯矩方程，作弯矩图： AC 段 0<x ≤0.25m ， M=RA·x=935x x=0，M=0; x=0.25m ，M=233.8N·m CD 段 0.25m ≤x ≤0.5m, M=RA·x －P1(x －0.25）=435x+125 x=0.25m ，M=233.8N·m ; x=0.5，M=342.5N·m DE 段 0.5m ≤x<0.8m, M=RA·x －P1(x －0.25）－P2(x －0.5）= －565x+625 x=0.5，M=342.5N·m ; x=0.8m ，M=173N ·m EB 段 0.8m ≤x<1m, M=RA·x －P1(x －0.25）－P2(x －0.5）－P3(x －0.8）0＝，＝∑∑B A M M= －865x+865 x=0.8m ，M=173N·m ; x=1，M=0常用截面的轴惯性矩和抗弯截面模量 常见截面的 I Z 和 WZ(看ppt) 例：一反应釜重30kN ，安放在跨长为1.6m 的两根横梁截面中央，若梁的横截面采用图所示的两种形状（其中矩形截面a/b=2），试确定梁的截面尺寸，并比较钢材用量。
梁的材料为Q235-A,许用应力[ζb]=120MPa 。
解：从图可知：最大弯矩：Mmax=RA·l/2=p·l/4=15000×1.6/4=6000N.m 根据正应力强度条件 Mmax/W ≤ [ζb]可得所需的最小抗弯截面模量为：W=Mmax/ [ζb]=6000/（120×106）=50cm3（1）当横截面采用矩形平放时 W=ab2/6=2b ·b2/6=b3/3=50cm3 b3=150cm3，b=5.3cm ，a=10.6cm 截面面积A=10.6×5.3=56.2cm2矩形截面 123Z bhI =62Z bh W =)1(3243Z απ-=D W 空心圆截面 )1(6444Z απ-=D I 323Z d W π=圆截面644Z d I π=⎰=AdA y I 2Z maxZZ y I W =Z 1EI M =ρZmax W M =σmax Z Z y I W =每米的质量G=56.2×100×7.8×10-3=43.8kg/m（(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。
横截面的内力矩 剪力： 扭矩：扭矩MT 的计算方法：受扭圆轴任一横截面上的扭矩等于该截面一侧所有外力（偶）矩的代数和。
扭矩正负规定: 右手螺旋法则右手的四指弯曲的方向和外力偶矩的旋转方向一致,右手拇指指向背离所讨论的截面则方向为正(+)，反之为负(-)dxd G G ϕργτρρ==dxd dx E E ϕργρ='=γτ⋅=G dA dQ p τ=dA M A T ρτρ⋅⎰=截面的抗扭截面模量圆截面的Ip 与Wp 的计算实心轴例2：图示为直径等于75mm的等截面圆轴，上面作用有驱动力偶矩共三个：m1=1kN.m;阻力偶矩共三个：m2=0.6kN.m，m3=0.2kN.m ，m4=0.2kN.m试问：（1）该轴的最大扭矩及最大扭转剪应力。
（2）若将驱动力偶矩m1与阻力偶矩m2的位置互换，仅从强度考虑，轴径可以做怎样的改变。
解：（1）由图可得轴的最大扭矩MTmax=1kN.mPTWM=maxτPP WRI=dAAp⎰=I2ρ已知轴径D=75mm ，得：（2）MTmax=0.6kN.m第六章 化工设备常用材料和设计基础知识1.牌号的表示原则依据国家标准GB221-2000,牌号中化学元素——化学符号或汉字表示； 产品用途、冶炼和浇铸方法——汉字或汉 语拼音字母表示。
例如：沸腾钢——F 或沸 灰口铸铁——HT 或灰铁 铸钢——ZG锅炉钢——g 或锅 容器钢——R 或容 2 钢号表示法 例：优质碳素钢:08 F 20 R沸腾钢 容器钢含碳量为0.08%含碳量为0.2%普通碳素钢： Q 235 - A,F沸腾钢 类别为A 屈服极限（Mpa ） 屈服点屈字的首位拼音字母3333108.82)75(1616mm D W P ⨯===ππMPa W M P T 1.12108.8210136max max=⨯⨯==τMPa D M T 1.123max16max ==πτmm D 2.631.12106.01636=⨯⨯⨯=π低合金钢:16MnR 16——含碳量0.16%；Mn——合金元素；R ——容器钢。
特殊性能钢:1Cr18Ni9 1——含碳量0.1%（千分数）；Cr,Ni——主要合金元素；18——含铬量18%；9 ——含镍量9%。
常用热处理工艺缓慢加热，保温一定时间后随炉冷却（曲线1） -- 退火；空气中冷却（曲线2）--正火；热处理工艺曲线淬火缓慢加热，保温一定时间 ;淬火剂中冷却（曲线3）；回火淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却。
作用：消除内应力，稳定组织，满足技术要求。
3 化学热处理将零件放在化学介质中进行加热-保温-冷却的过程。
作用：使零件表面改性。
方式：渗碳，渗氮，渗铬，氰化等。
公称直径DN(p125):为了不用两个尺寸，而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-FJB/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回转曲面：以任何直线或平面曲线为母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而形成的曲面。
回转壳体：据内外表面之间，且与内外表面等距离的面为中间面，以回转曲面为中间面的壳体。
环向薄膜应力ζθ： 在介质均匀的内压作用下，壳壁的环向“纤维”受到拉伸，在壳壁的纵截面上产生的环向拉伸应力。
经向薄膜应力ζm ：在介质均匀的内压作用下，壳壁的经向“纤维”受到拉伸，在壳壁的锥截面上产生的经向拉伸应力。
圆筒形壳体薄膜应力：球形壳体薄膜应力：标准椭球形壳体薄膜应力：圆锥形壳体薄膜应力：标准半椭球形封头特点为什么标准椭球形壳体 的长轴半径a 和短轴半 径b 的比值为2？ (p176)结论：标准半椭球内的最大 薄膜应力值与同直径、同厚度的圆筒形壳体内的最大薄 膜应力值相等。
2pD θσδ=4m pD σδ=4m pD θσσδ==max ()42m pD a pDb θσσσδδ====12cos pD θσδα=⋅14cos m pD σδα=⋅边界应力：筒体与封头在连接处所出现的自由变形不一致，导致在这个局部的边界地区产生相互约束的附加内力。