化工机械基础
化工机械基础1-4
化工机械基础4-71. 引言本文档将介绍化工机械基础中的第4至7章内容。
在这些章节中，我们将学习关于化工机械的设计、操作和维护的基本知识。
通过深入了解这些概念，读者将能够应用它们来解决化工机械相关的问题和挑战。
2. 第4章：传动机构在第4章中，我们将学习关于化工机械中常用的传动机构。
传动机构是将动力或运动从一个部件传递到另一个部件的设备。
我们将介绍不同类型的传动机构，包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。
我们将详细讨论每种传动机构的工作原理、优缺点以及适用范围。
2.1 齿轮传动齿轮传动是化工机械中常用的一种传动机构。
它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
我们将介绍不同类型的齿轮传动，如直齿轮传动、斜齿轮传动和蜗杆传动等。
我们还将讨论齿轮传动的优点和缺点，以及在不同应用中的使用注意事项。
2.2 皮带传动皮带传动是一种以皮带作为传动元件的传动机构。
它通过皮带的张紧来传递动力和运动。
我们将介绍不同类型的皮带传动，如平行轴带传动和交叉轴带传动等。
我们还将讨论皮带传动的优点和缺点，以及在化工机械中的应用。
2.3 链条传动链条传动是一种以链条作为传动元件的传动机构。
它通过链条的啮合来传递动力和运动。
我们将介绍不同类型的链条传动，如滚子链传动和双排链传动等。
我们还将讨论链条传动的优点和缺点，以及在化工机械中的使用情况。
3. 第5章：机械密封在第5章中，我们将学习关于机械密封的基本知识。
机械密封是用于防止流体泄漏的设备，在化工机械中具有重要的应用。
我们将介绍不同类型的机械密封，如填料密封、机械密封和磁力密封等。
我们将详细讨论每种密封的工作原理、优缺点以及适用范围。
3.1 填料密封填料密封是一种使用填料来阻止流体泄漏的密封方式。
我们将介绍填料密封的结构和工作原理，以及在化工机械中的应用情况。
我们还将讨论填料密封的优缺点，以及在不同应用中的选择和维护要点。
3.2 机械密封机械密封是一种使用机械装置来阻止流体泄漏的密封方式。
化工机械基础试题库及答案解析
化工机械基础试题库及答案解析一、单选题1. 下列关于化工设备材料选择的描述，错误的是：A. 根据介质的腐蚀性选择材料B. 根据设备的工作温度选择材料C. 根据设备的工作压力选择材料D. 根据设备的美观性选择材料答案：D2. 化工设备中，承受压力的部件通常称为：A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 垫片答案：B3. 化工设备设计时，需要考虑的因素不包括：A. 设备的强度B. 设备的刚度C. 设备的重量D. 设备的颜色答案：D二、多选题1. 化工设备常见的腐蚀类型包括：A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 生物腐蚀答案：A、B、D2. 下列哪些因素会影响化工设备的使用寿命：A. 材料的耐腐蚀性B. 设备的维护保养C. 操作人员的技术水平D. 设备的制造工艺答案：A、B、C、D三、判断题1. 化工设备的设计必须满足工艺要求和安全要求。
（对）2. 化工设备的设计可以不考虑环境因素。
（错）3. 化工设备的材料选择应优先考虑成本。
（错）四、简答题1. 简述化工设备设计中的压力容器设计要点。
答案：压力容器设计要点包括：确定容器的工作压力和工作温度；选择合适的材料；确保容器的结构强度和刚度；考虑腐蚀和磨损的影响；进行必要的热应力分析；确保容器的密封性能；考虑操作和维护的便利性。
2. 描述化工设备中常见的密封方式及其适用场合。
答案：常见的密封方式包括：填料密封，适用于低速、低压力的场合；机械密封，适用于高速、高压力的场合；软密封，适用于腐蚀性介质和有毒介质的密封；硬密封，适用于高温、高压的场合。
五、计算题1. 已知某化工设备的设计压力为1.0MPa，设计温度为200℃，材料的许用应力为150MPa，求该设备的最小壁厚。
答案：根据公式t = (P * D) / (2 * σ)，其中P为设计压力，D为设备直径，σ为材料的许用应力，可计算出设备的最小壁厚。
2. 设计一个化工设备，其容积为5立方米，工作压力为0.5MPa，工作温度为100℃，材料为碳钢，求该设备的设计壁厚。
化工机械基础
化工机械基础
1 化工机械的重要性
化工机械，也称化工设备，是用来加工、贮存、分解、混合等化学工艺所必需的机械设备，从而实现生产所要求的效果。
化工机械包括加热设备、冷却设备、配料设备、灌装设备、联机设备、精馏设备和炉子等。
化工机械属于化工行业，它是物理化学、分离工艺和反应工艺以及其他相关学科的重要组成部分，包括设计、调试、施工等活动，是衡量一个化工企业的经营水平的重要标志之一。
2 化工机械的主要优点
（1）易安装、操作：化工机械管理不是一件复杂的事情，而且大部分化工机械均带有详细的介绍和改装方法，调试及维护也比较简单方便；
（2）高可靠性和高安全性：化工机械的精密测量技术、特殊储存材料及自动化管理技术保障了它的高可靠性，以及强大的安全性；
（3）噪音小：化工机械采用部分采用高效多级调速系统，噪音控制技术，有效的减小了噪音，节约了能源；并且可以针对不同的环境进行改造和调整。
3 化工机械的分类
化工机械又可以分为热能机械、化工设备以及净化工程机械。
（1）热能机械：指利用燃烧热、汽提热或热水系统等来提供企业
在制程中需要的热能，如锅炉、冷凝器、分配器等；
（2）化工设备：主要指供给化工企业提供物料的设备，如运输机械、辊筒、刮板机、搅拌机等；
（3）净化工程机械：主要用于化学建筑的净化工程设备，如净化
过滤设备、混合搅拌设备、加热设备等。
4 结论
化工机械具有安装、操作简单、高可靠性、高安全性、噪音小等
优点，可以大大提高化工企业的生产效率。
化工机械可分为热能机械、化工设备、净化工程机械等，这些设备在安全可靠地满足生产要求的
前提下，都是不可缺少的重要元素。
化工机械基础
B、含碳量对不锈耐酸钢性能的影响 含碳量越低，不锈耐酸钢的耐蚀性越 强。现在正向含碳量 < 0.01% 超低不锈钢方 向发展，以适应不断提高的耐蚀性要求。 C、不锈钢牌号 采用两位数字（或是1位数字）碳含量 + 元素符号（或汉字）+ 数字表示。
由于这种钢的含碳量很低，其 碳含量以千分数表示。合金元素的含量 表示方法与低合金钢相同。 如不锈钢 1Cr13 ，表示碳含 量为 0.10%，平均铬含量为 13%。 当碳含量为0.03 — 0.1%时， 碳含量用0表示，含碳量《 0.03%，用 00表示。如0Cr18Ni9Ti钢的平均碳含 量为 0.03 — 0.10%。
（2）球墨铸铁 碳在铸铁基体中以球状石墨存在，它 的强度和塑性比灰铸铁高，综合力学性能接近 于钢，可以代钢制造一些机械零件，如曲轴、 阀门等。 球墨铸铁以“QT”为首（球墨两字汉 语拼音前一个字母）后面的两组数字表示抗拉 强度和伸长率。如 QT 400 — 18。
（3）可锻铸铁 铸铁中的石墨呈团絮状。比灰铸铁有 较高的强度、塑性和韧性。实际上，可锻铸铁 并不能锻造。 （4）耐蚀铸铁和耐热铸铁 在铸铁中加入适量的合金元素后形成 的具有耐蚀、耐热性能的铸铁。如加入硅形成 的耐蚀铸铁、加入铬形成的耐热铸铁等。常用 于铸造化工机械的泵、阀门等零件。
A、低碳钢 —— 含碳量 « 0.25%，钢的强 度较低 ，但塑性好，焊接性能好，应用广泛。 B、中碳钢 —— 含碳量为 0. 25 % — 0.60%， 强度、硬度高，塑性、韧性稍差， 不宜用于制造化工设备壳台体。多用于制造传 动设备的零件。 C、高碳钢 —— 含碳量 » 0.60 %，强度、 硬度均较高，塑性差、焊接性差，不适于制造 化工设备，常用来制造弹簧、韧具及钢丝绳等。
（1）灰铸铁 碳元素以片状的石墨存在，石墨割裂 了铸铁基体，使灰铸铁的抗拉强度和塑性比钢 低很多，但抗压强度并不降低。石墨的存在还 使灰铸铁具有良好的耐磨性、减振性、铸造性 能和切削性能。
化工机械基础内容汇总
《化工机械基础》教学要点汇总第一章化工设备材料及其选择1.了解化学工业及化工设备的特点2.熟悉化工设备选用材料的一般要求3.理解描述材料性能的常用指标（1）力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、缺口敏感性（2）物理性能：线膨胀系数、弹性模量、泊松比（3）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性（4）加工工艺性能4.了解常用金属材料的分类5.熟悉钢铁的分类、牌号、表示方法及常见品种和规格6.了解铁碳合金的组织与结构7.熟悉碳钢中常见杂质对其性能的影响8.了解钢的热处理方法及其对性能的影响9.熟悉合金元素对钢性能的影响10.了解常见有色金属材料的种类、性能及应用11.了解常见非金属材料在化工设备中的应用12.掌握化工设备的腐蚀及防护措施（1）金属腐蚀的形式、种类及特点（2）金属腐蚀的评定方法（3）金属设备的防腐措施第2章容器设计的基本知识1.熟悉化工容器的常见分类方法2.掌握容器的基本结构3.理解零部件标准化的意义4.熟悉标准化的基本参数5.了解压力容器安全监察的意义与监察范围6.了解压力容器相关的法律法规7.掌握压力容器机械设计的基本要求第3章内压薄壁容器的应力分析1.熟悉薄壁容器及其应力特点2.熟悉薄膜应力理论的基本概念及基本假设3.掌握常见轴对称回转壳体薄膜应力的计算方法4.了解轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围5.熟悉边缘应力的概念、特点及处理第4章内压薄壁圆筒与封头的强度设计1.熟悉强度设计的主要任务及计算过程2.理解弹性失效的设计准则3.熟悉强度理论及相应的强度条件4.掌握常见轴对称回转壳体的强度设计计算方法：主应力、相当应力强度条件、计算壁厚、应力校核、最大允许工作应力、最大允许工作压力5.掌握常用设计参数的确定方法：工作压力、设计压力、计算压力、爆破膜系数、设计温度、许用应力、安全系数、焊接接头系数、钢板负偏差、腐蚀裕量、钢板的标准厚度系列、筒体及封头的标准直径系列6.熟悉强度设计中各种厚度的概念及区别7.熟悉压力试验的种类、目的以及试验压力的确定与校核8.掌握常见封头的种类、结构、特点及应用场合第5章外压圆筒与封头的设计1.熟悉内压容器与外压容器在受力、变形、判废、设计等方面的区别2.熟悉外压容器失稳的分类3.了解临界压力的概念及影响临界压力的因素4.了解长圆筒、段圆筒及刚性圆筒的性质及区别5.熟悉外压圆筒加强圈的作用、结构及其与筒体的连接方式第6章容器零部件1.掌握法兰联接结构、密封原理及法兰泄漏的主要形式2.熟悉法兰的结构和分类3.熟悉影响法兰密封的因素4.了解法兰的标准类型及标记方法5.熟悉常见容器支座的种类、结构及应用场合6.熟悉开孔应力集中现象及应对方法7.熟悉接管、凸缘、手孔、人孔和视镜的功能、结构及标准规格第7章管壳式换热器1.熟悉换热器的功能及分类2.熟悉衡量换热器好坏的标准3.熟悉管壳式换热器的结构及主要零部件4.掌握管壳式换热器的种类及特点5.熟悉换热管的材质、结构及尺寸6.熟悉管子与管板的连接方式和特点7.熟悉换热管的排列形式及特点8.了解换热管管间距的要求9.熟悉换热管的分程要求及管程布置方式10.了解换热器管板与壳体的连接方式11.熟悉折流板和支承板的功能及常用型式12.了解旁路挡板和拦液板的功能13.熟悉换热器中温差应力的来源及补偿方法14.了解膨胀节的功能与结构15.了解换热器管箱及壳程接管的功能及结构16.理解换热器的设计过程及选型第8章塔设备的机械设计1.熟悉塔的分类及主要结构部件2.了解塔设备机械设计的基本要求3.熟悉塔体承受的主要载荷：质量载荷、地震载荷、风载荷、偏心载荷4.熟悉计算压力在塔体中引起的轴向应力、操作或非操作时重力及地震力在塔体中引起的轴向应力及弯矩在塔体中引起的轴向应力的分布情况5.掌握塔体操作或非操作时最大组合轴向压应力和最大组合轴向拉应力的分布情况6.熟悉裙座的结构及常用类型7.熟悉塔体和裙座的机械设计过程8.熟悉板式塔的基本结构9.熟悉塔盘的基本类型和支承方法10.熟悉填料塔的基本结构及各部件的种类和功能第9章搅拌器的机械设计1.熟悉搅拌设备的作用、应用及基本结构2.熟悉搅拌器的类型及应用3.熟悉影响搅拌器搅拌功能的因素4.了解影响搅拌罐长径比的因素5.熟悉搅拌罐的装料量及装料系数6.了解搅拌罐的顶盖结构及传动密封装置结构备注：学习要求按重要性分五个层面，掌握★★★★，理解★★★，熟悉★★，了解★，其他未在教学及考查范围内的内容未列入本汇总。
化工机械基础
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二、低 碳钢的 拉伸实 验及其 力学性 能
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1、弹性变形阶段、虎克定律
OA,弹性阶段。A点所示应 力是保证材料不发生不可 恢复变形的最高限值，由 于这个阶段应力和应变成 正比，故又称比例极限σP (弹性极限),例如Q235-A 200MPa
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一、对变形固体作的三个假设
连续性假设 均匀性假设 各向同性假设
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二、杆件基本变形
1、拉伸、压缩
2、弯曲
3、剪切
4、扭转
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第一节 直杆的拉伸与压缩
一、工程实例
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拉伸和压缩时的受力特点是：沿着杆
件的轴线方向作用一对大小相等、方向相反的 外力。当外力背离杆件时称为轴向拉伸，外力 指向杆件时称为轴向压缩。
为了简化计算，设备自身重量不计。
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例2-4已知油压力p=2MPa，内径 D=75mm，活塞杆直径d=18mm， 材料的许用应力[σ]=50MPa，校核 活塞杆的强度。
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P D2 p 8.84kN
4
N A
4P
d 2
34.7106 Pa
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X 0 Y 0
T1 T2 Psin 300 N cos150 0 N sin150 P cos300 0
钢 索 2 的 拉 力 T2=P ， 带 入 方 程 组解得：
N 3.35P (a)
化工机械基础(第版)
化工机械基础(第版)
加工机械基础是一门综合性的理论课程，是工程技术人员和生产者深入研究、
掌握加工技术和机械原理的基础，从而为企业实现质量优势和高效率新技术服务。
第一，加工机械基础首先从加工机械原理的角度开始，解析和论证不同类型加
工机械的原理，其目的是提高加工机械的效率和精度，从而获得更好的加工实现，特别是在切削加工机械方面。
第二，加工机械基础还包括机械的结构和维护，以及与加工机械有关的驱动系
统和检测系统。
通过对机械结构、驱动系统等的有计划的维护和维修，可以充分发挥机械的性能，提高产品成品率，并降低故障率。
第三，加工机械基础还要求学习者具备加工技术的基本知识，以了解激光切割、电子切割和水切割等之间技术的不同，如激光切割技术具有切割速度快、节约劳务成本等优势；电子切割技术操作简便，运行成本低；水切割技术有可靠的切割性能等。
总之，学习加工机械基础既提供了加工技术的理论知识，也提供了各类加工机
械原理的研究，具有重要的意义，能够为企业带来更好的质量和高效率的服务。
化工机械基础-第01章 物体的受力分析和静力平衡方程
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化工设备机械 基础
{F1, F2 ,, Fn} {FR}
合力：与某力系等效的力
FR ：该力系的合力(resultant force) Fi（i=1,2,…n)：合力的分力(component force)
平衡力系(equilibrium force system): 对刚体不产生任何作用效果的力系。
• 参考资料、补充知识
• 参考教材（补充教材的部分内容） • 文献、资料（网络检索）
化工设备机械 基础
参考教材
化工设备机械 基础
• 赵军等编．化工设备机械基础（第三版）．北京：化学工业出版 社. 2016.
• 陈国桓编．化工机械基础（第二版）．北京：化学工业出版社， 2015.
• 董大勤，高炳军，董俊华编．化工设备机械基础（第四版）．北 京：化学工业出版社，2012.
FRy F1y F2y Fny Fy
FRz F1z F2z Fnz Fz
合力的大小
( ) ( ) ( ) FR FR2x FR2y FR2z
Fx 2 Fy 2 Fz 2
合力R 的方向余弦
cos
ห้องสมุดไป่ตู้
FRx FR
Fx
FR
,
cos FRy
FR
Fy
FR
,
cosg FRz
力对某点的矩等于该力沿坐标轴的分力对 同一点之矩的代数和
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化工设备机械 基础
二、 力偶和力偶矩
1、力偶——大小相等的二反向平行力。
化工机械基础2-6
化工机械基础2-61. 引言化工机械是化工工业中不可或缺的设备之一。
它们用于各种化工过程中，包括混合、分离、反应等。
在化工机械的设计与操作中，需要考虑流体动力学、热传导、质量传递等多个因素。
本文将介绍化工机械基础中的一些重要概念和原理。
2. 流体力学流体力学是研究流体（包括气体和液体）运动规律的学科。
在化工机械设计中，流体力学起着重要的作用。
流体力学主要研究流体在不同条件下的运动、流量、阻力等性质。
2.1 流体的基本性质流体有几个基本性质，包括密度、粘度、表面张力等。
密度是描述流体质量分布的物理量。
粘度是流体流动时的内摩擦阻力大小的度量。
表面张力是描述流体分子间相互作用力的性质。
2.2 流体静力学流体静力学研究流体静止时的性质。
在化工机械中，流体静力学用于计算压力、浮力等。
对于在静态平衡条件下的流体，可以应用帕斯卡定律、阿基米德原理等进行分析和计算。
2.3 流体动力学流体动力学研究流体运动时的性质。
在化工机械中，流体动力学用于计算流速、流量、压降等。
流体动力学涉及雷诺数、流体动量守恒、质量守恒等概念。
3. 传热学传热学是研究热量传递规律的学科。
在化工机械设计中，传热学用于分析机械中的热传导、对流传热和辐射传热。
3.1 热传导热传导是指热量通过固体或流体媒介的传递。
在化工机械中，热传导的分析可以用于计算传热的速率和传热的总量。
3.2 对流传热对流传热是指通过流体运动而导致的热量传递。
在化工机械中，对流传热的分析可以用于计算流体在机械中的热交换效率。
3.3 辐射传热辐射传热是指热量通过辐射的方式传递。
在化工机械中，辐射传热的分析可以用于计算热辐射对机械的传热影响。
4. 质量传递质量传递是研究物质传递规律的学科。
在化工机械设计中，质量传递用于分析物质在机械中的传递和反应过程，包括气体吸附、液体蒸发等。
4.1 扩散扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域的自发分布。
在化工机械中，扩散的分析可以用于计算物质的传递速率和传递总量。
化工机械基础：理解、设计和操作
化工机械基础：理解、设计和操作化工机械是指用于在化学工业生产过程中进行物质转移、反应、加热、冷却、分离等操作的设备。
了解化工机械的基础原理对于从事化工行业的人员来说非常重要，本文将介绍化工机械的基础知识。
一、化工机械的分类化工机械可以按以下方式分类：1.操作方式：批量式、连续式和半连续式。
2.反应器类型：搅拌式反应器、固定床反应器、流化床反应器和旋转式反应器等。
3.设计压力：大气压、低压、高压等级。
4.冷却方式：内部冷却、外部冷却和混合冷却等。
5.热交换表面：管壳式、板式、螺旋式和管束式等。
二、化工机械的主要组成部分1.容器：通常由金属制成，具有足够的强度和耐蚀性。
容器的形状和大小取决于操作的类型和规模。
2.传递机构：用于处理物料或流体的传输，包括搅拌器、渣口、进料口等。
3.热交换器：用于在反应过程中加热或冷却介质，通常是管壳式或板式热交换器。
4.支持组件：支撑容器和传递机构的结构组件，包括底座、支架、轴承等。
三、化工机械的设计1.设计原则：根据操作要求选择合适的类型和规格，确保足够的强度和耐蚀性。
2.设计参数：包括容器尺寸、传递机构转速、热交换面积等。
3.材料选择：要选择具有良好耐蚀性、高强度和耐高温的材料。
4.安全设计：设备必须满足相关安全标准，并采取相应的安全措施，如泄压装置、防爆电器和自动控制系统等。
四、化工机械的操作1.操作前准备：检查设备是否正常，确定操作参数和流程。
2.操作过程中要注意事项：保持设备清洁卫生，遵循操作规程和安全程序，及时处理异常情况。
3.操作后的处理：彻底清洗设备，记录操作数据和异常情况。
总之，了解化工机械的基础知识对于从事化工行业的人员来说非常重要。
这篇文章介绍了化工机械的分类、主要组成部分、设计原则和操作注意事项。
希望这些信息能够帮助读者更好地理解化工机械的工作原理，从而更好地进行化学工业生产操作。
《化工机械基础》课件
化工机械设计的基本原则
1 安全性
强调化工机械设计中的安全原则和标准。
2 效率
介绍如何设计高效能的化工机械设备以提升生产力。
3 可持续性
探讨如何设计能够减少对环境影响的化工机械。
化工机械的传热与传质
传热
介绍化工机械中的传热原理和常 见的热交换设备。
传质
讲解化工机械中的传质过程以及 蒸馏塔等设备的应用。
蒸发
探索蒸发过程在化工机械中的应 用和设备。
化工机械的流体力学特性
1
流体流动
解释流体在化工机械中的流动特性以及
压力传输
2
其对性能的影响。
讲解化工机械中的压力传输和排放过程。
3
阻力和损失
说明流体在管道中的阻力和能量损失原 因以及如何减少。
化工机械的运行和控制
运行管理
• 定期维护和保养 • 故障排除和修复 • 性能监测和优化
《化工机械基础》PPT课件
让我们一起探索化工机械的世界吧！从定义和分类开始，一直到最前沿的研 究方向。
化工机械的定义和分类
定义
了解化工机械的概念如反应器、搅 拌器、输送机等。
分类
探索化工机械在各个领域中的不同类型和应用。
重要性
说明化工机械对于工业生产的关键性。
讲解材料创新对化工机械性能提升的影响。
化工机械的常见故障及处理方法
故障分类
总结化工机械常见故障的分 类和原因。
故障处理
提供解决化工机械故障的方 法和技巧。
预防措施
介绍避免化工机械故障的预 防措施和维护策略。
控制系统
• 自动化控制 • 远程监控 • 安全控制
操作技巧
• 设备操作流程 • 操作规范和安全操作 • 应急处理
化工机械基础--重点内容
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第三章
3、变形与刚度校核： 变形后梁轴线称弹性曲线或挠曲线，挠度 f， 梁的挠曲线方程 f = f(x)，转角θ df f (x) 直接积分法和叠加法 dx
d 2 f M ( x) 2 dx EJ Z
max
f max f
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或
f max l
第三章 1、内力：剪力图和弯矩图 正负号、转折位置、突变大小、封闭实线
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例3-4．外伸梁上均布荷 载的集度为 q=3kN/m, 集中力偶矩 m=3kN.m, 画出剪力 图和弯矩图。
RA 14.5kN RB 3.5kN
Q RA q a 0
RA a 4.83m q
f l
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第四章 1、剪力、剪应力 和强度校核 Q A 注意：力与面积对应 P 2、挤压强度校核 jy jy A jy 3、剪切虎克定律 4、剪应力互等定理
G
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第五章 1、外力 N M 9550 , N .m 注意：单位 n 2、内力—扭矩和扭矩图， 右手螺旋法则判断内力—扭矩的正负 正负号、转折位置、突变大小、封闭实线 3、应力与强度校核
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单元体
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第六章
（3）将危险点应力单元上的正应力与剪应力叠 加，画出平面应力单元，确定σx σy τx
max x y x y x2 min 2 2
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化工机械基础试题及答案
化工机械基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化工机械中，下列哪个部件不属于传动装置？A. 齿轮B. 轴承C. 联轴器D. 皮带轮答案：B2. 压力容器的设计压力应不低于工作压力的多少倍？A. 1.05B. 1.1C. 1.15D. 1.2答案：B3. 化工设备中，哪种类型的密封适用于高速旋转的轴？A. 填料密封B. 机械密封C. 迷宫密封D. 浮环密封答案：B4. 在化工生产中，下列哪种材料不适合用于制造反应器？A. 不锈钢B. 碳钢C. 聚四氟乙烯D. 铜合金5. 化工设备中，下列哪个部件不是用来承受压力的？A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 吊耳答案：D6. 化工机械中，哪种类型的泵适用于输送高粘度流体？A. 离心泵B. 往复泵C. 齿轮泵D. 螺杆泵答案：D7. 化工设备中，下列哪种焊接方法适用于薄壁容器？A. 电弧焊B. 气焊C. 激光焊D. 电子束焊答案：C8. 化工机械中，下列哪个部件不是用来承受温度变化的？A. 膨胀节B. 热交换器C. 压力表D. 温度计答案：D9. 在化工生产中，下列哪种阀门适用于调节流量？B. 闸阀C. 蝶阀D. 止回阀答案：A10. 化工设备中，下列哪种材料不适合用于制造高压容器？A. 低合金钢B. 不锈钢C. 铝合金D. 钛合金答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 化工机械中，下列哪些部件属于传动装置？A. 齿轮B. 轴承C. 联轴器D. 皮带轮答案：A、C、D2. 化工设备中，下列哪些材料适合用于制造高压容器？A. 低合金钢B. 不锈钢C. 铝合金D. 钛合金答案：A、B、D3. 在化工生产中，下列哪些泵适用于输送腐蚀性流体？A. 离心泵B. 往复泵D. 螺杆泵答案：A、B、D4. 化工设备中，下列哪些焊接方法适用于厚壁容器？A. 电弧焊B. 气焊C. 激光焊D. 电子束焊答案：A、D5. 化工机械中，下列哪些部件是用来承受压力的？A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 吊耳答案：A、B、C三、判断题（每题2分，共20分）1. 化工机械中，轴承是用来承受压力的部件。
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二、物理性能
密度、熔点、比热容、热导率、 线膨胀系数、导电性、磁性、 弹性模量与泊松比等。
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三、化学性能
1、耐腐蚀性
金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗 能力
2、抗氧化性
高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳 强度
选耐热材料
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（3）锰
脱氧剂。有益元素。MnS(1600℃) ，部 分消除硫的有害作用。
锰具有很好的脱氧能力，与FeO成为 MnO进入炉渣，从而改善钢的品质， 特别是降低脆性，提高强度和硬度。
在0.5%～0.8%以下时看成常存杂质。
优质碳素结构钢中，正常含锰量是 0.5%～0.8%；高锰结构钢可达 0.7%～1.2%。
含碳量大于4.3％的铸铁极脆
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一、铁碳合金的组织结构
1、金属的组 织与结构
在金相显微 镜下看到的 金属的晶粒， 简称组织
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电子显微镜观察到金属原子各种规则 排列，称金属的晶体结构，简称结构
不同温度下纯铁体心立方与面心立方 晶格
体心立方晶格塑性比面心立方晶格
化工设备材料
第一节 概 述
根据物料与适宜工作条件选材
物氢腐蚀、低温脆性等
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第二节 材料的性能
力学性能、物理性能、化学性能和 加工性能
一、力学性能 决定许用应力 强度、硬度、弹性、塑性、韧性等
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1、强度
是指材料抵抗外加载荷而不致 失效破坏的能力
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3、塑性
延伸率 δ P10 %0 L1L L10 %0
断面收缩率 ψ AA1 10% 0
A
化工设备材料一般要求δ5=10%-20%
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4、冲击韧性
冲击韧度αk，使其破坏所消 耗的功或吸收的能除以试件 的截面面积
低温容器所用钢板αk值不得 低于30J/cm2
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四、加工工艺性能
1、可铸性：收缩与偏析 2、可锻性 3、焊接性 4、可切削加工性
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第三节 碳钢与铸铁
“铁碳合金”由95％以上铁和0.05％～4 ％碳及1％左右杂质元素所组成合金
一般含碳量0.02％～2％称为钢；
大于2％称为铸铁；
当含碳量小于0.02％时称纯铁(工业纯 铁)；
普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
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（2）磷
有害元素。虽能使强度、硬度增高， 但塑性、冲击韧性显著降低。
特别是在低温时，使钢材显著变脆， 称“冷脆”。 使冷加工及焊接性变坏，
高级优质钢： P＜0.025%；
优质钢： P＜0.04%；
普通钢： P＜0.085%。
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四、碳钢
1、常存杂质元素对钢材性能的影响
硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等
（1）硫 有害元素。FeS和 Fe形成 低熔点(985℃)化合物。钢材热加 工1150～1200℃，过早熔化而导致 工件开裂，称“热脆”。
高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；
优质钢：S＜0.03%～0.045%；
屈强比适当
蠕变极限σn 疲劳极限σr , σr= σmin/ σmax ,应力循环系数或
应力比 σ-1,以106-107次不被破坏的应力
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2、硬度
局部抵抗能力
弹性、强度与塑性的综合性能指标
压入硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬 度(HRC、HRB)和维氏硬度(HV)
低碳钢 σb=0.36 HB 高碳钢 σb=0.34 HB 灰铸铁 σb=0.1 HB
在固态下晶体构造随温度发生变化的现象， 称“同素异构转变”。
纯铁的同素异构转变是在910℃恒温下完 成的。在固态下重新排列、结晶过程。 是钢进行热处理的依据。
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3、碳钢的基本组织
碳在铁中的存在形式有固溶体、 化合物和混合物三种。
固溶体：两种或两种以上的元素 在固态下互相溶解，而仍然保持 溶剂晶格原来形式的物体
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（4）硅
脱氧剂。有益的元素。
硅与FeO能结成密度较小的硅酸盐炉 渣而被除去。
硅在钢中溶于铁素体内使强度、硬度 增加，塑性、韧性降低。
镇静钢中的含硅量常在0.1%～0.37%， 沸腾钢中只含有0.03%～0.07%。
由于钢中硅含量一般不超过0.5%，对
钢性能影响不大。
这三种不同的存在形式，形成了 不同的碳钢组织。
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二、
铁
碳
合
金
状
态
图
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三、钢的热处理
钢、铁固态下加热、保温和不同的冷 却方式，改变金相组织以满足所要 求的物理、化学与力学性能，称为 热处理。
普通热处理：退火、正火、淬火、回 火
表面热处理：表面淬火、化学热处理
的好，而后者的强度高于前者。
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铸铁一般碳以石墨形式存在， 有不同的组织形貌。
球墨铸铁强度最高；细片状石墨次
之；粗片状石墨最差。
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2、纯铁的同素异构转变
体心立方晶格的纯铁称a-Fe，面心立方晶 格的铁称为g-Fe。
a-Fe加热可变为g-Fe，反之高温下的g-Fe 冷却可变为a-Fe。
钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处 理，使氮固定在AlN、TiN或VN 中，可消除时效倾向。
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（5）氧
有害元素。在炼钢末期要加入锰、 硅、铁和铝进行脱氧，但不可能 除尽。
FeO、MnO、SiO2、Al2O3，使强 度、塑性降低。尤其是对疲劳强 度、冲击韧性等有严重影响。
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（6）氮
长时间放置或在200～300℃加热 氮以氮化物形式的析出，硬度、 强度提高，塑性下降，发生时效。
按所抵抗外力作用的形式可分 为： 抵抗外力的静强度
抵抗冲击外力的冲击强度
抵抗交变外力的疲劳强度
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按环境温度可分为： 常温下抵抗外力的常温强度 高温下抵抗外力的高温强度 低温下抵抗外力的低温强度
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常温强度指标：
0
n
屈服强度和抗拉(压)强度