化工设备机械基础.ppt
合集下载
《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
化工设备机械基础课件
安全性 足够的强度 足够的刚度(或稳定性) 可靠的密封性能 一定的使用寿命
2.2 基本要求
经济性 经济可靠的材料 经济的制造方法 低的操作和维护费用 长周期的安全运行
安、稳、长、满、优 原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济
20
2.压力容器设计
14
1.概述
1.3 压力容器的安全特征
危害性大
a.灾难性事故指灾难性破坏事故或无法修复的容器； b.损伤事故指有潜在危险的事故； c.事故发生率＝发生事故数/（设备台数×运行年） 表中的数字表明10000台容器中发生损坏事故每年 12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为1.32‰ ，而且 这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%，即 118起是各种制造裂纹所引起。
18
2.压力容器设计
定
2.1 质量保证体系
义
确保容器从设计、选材、制造、投入运行到退 出服役的整个过程安全地完成使用要求而采取的有 计划、系统的措施。 内 容
材料—设计—制造与制造过程中的检验—在役 检验与监控。
19
2.压力容器设计
5
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
6
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
2.2 基本要求
按规则设计 - GB150《钢制压力容器》 基于经济方法的设计，其典型过程是确定 设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对 材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚 度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造 检验要求进行制造。
2.2 基本要求
经济性 经济可靠的材料 经济的制造方法 低的操作和维护费用 长周期的安全运行
安、稳、长、满、优 原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济
20
2.压力容器设计
14
1.概述
1.3 压力容器的安全特征
危害性大
a.灾难性事故指灾难性破坏事故或无法修复的容器； b.损伤事故指有潜在危险的事故； c.事故发生率＝发生事故数/（设备台数×运行年） 表中的数字表明10000台容器中发生损坏事故每年 12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为1.32‰ ，而且 这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%，即 118起是各种制造裂纹所引起。
18
2.压力容器设计
定
2.1 质量保证体系
义
确保容器从设计、选材、制造、投入运行到退 出服役的整个过程安全地完成使用要求而采取的有 计划、系统的措施。 内 容
材料—设计—制造与制造过程中的检验—在役 检验与监控。
19
2.压力容器设计
5
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
6
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
2.2 基本要求
按规则设计 - GB150《钢制压力容器》 基于经济方法的设计，其典型过程是确定 设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对 材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚 度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造 检验要求进行制造。
化工机械基础PPT课件
D
2240 2500
B
9000 10000
E
称长度，它主
2800 Z
C
要用于带传动 630 的几何尺寸计 710
800
算，其长度系
A
3150 3550
11200 12500 14000 D
列见表3－2。
16000
•14
2、带传动的特点：
1、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转 平稳，噪音小。
❖ 掌握一种最简单的带传动的设计，包括选取型 号及根数，带轮中心距，带长、大小带轮直径等。
•8
第一节 概述
9
（一）带传动的工作过程：
带传动是由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的环形 传动带3所组成（图3－2）。由于张紧，静止时带已受 到预拉力，并使带与带轮的接触面间产生压力。当主动 轮回转时靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动轮回转。 观看带传动动画
带与带轮接触面间的极限摩擦力时，带就会沿着轮
面发生全面滑动，这种现象称为打滑。打滑将使传
动失效。 •21
注：
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动， 造成传动失效，应当避免。 弹性滑动是由带的拉力差引起的，只要传递圆 周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。
再由式（3－15）计算实际中心距，得：
•42
(6)小带轮包角a1
由式（3－16）得：
•18
传送带主、从动边的拉力差（F1－F2）称为有效 拉力。有效拉力就是传动带所传递的有效圆周力 Fe。它等于带轮作用在带上的总摩擦力Ff，即：
F1－F2＝Fe=Ff ----------（3-4）
带传动所能传递的功率P为： kW ----------（3-5）
化工设备机械基础-PPT
第四节 化工设备的腐蚀及防腐
一、金属的腐蚀
定义： 金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏现象。 类型（腐蚀过程有无电流产生） 化学腐蚀（如氢腐蚀） 电化学腐蚀（如晶间腐蚀，应力腐蚀）
二、常见腐蚀类型
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”。
持久强度σD
蠕变强度σn
屈服强度σs(σ0.2)
抗拉强度σb
疲劳极限σn
问题
判断正误并说出理由 韧性高的材料，塑性好；塑性较高的材料，韧性也好。
注意！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。韧性高的材料，一般都有较高的塑性指标；但塑性较高的材料，却不一定都有高的韧性。其所以如此，就是因为静载菏下能够缓慢塑性变形的材料．在动载荷下不一定能迅速塑性变形。
2、钢的分类
钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000）
钢板 牌号
使用温度℃
设计压力MPa
壳体钢板厚度mm
其它限制
Q235-B
0~350
≤1.6
≤20
不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器
Q235-C
0~400
≤2.5
≤30
表1-2 压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表
耐腐蚀性 抗氧化性
化学性能
第三节 金属材料的分类及牌号
一、分类
1、金属的分类
铸造生铁
金属
黑色金属
有色金属
生铁
钢
炼钢生铁
化工设备机械基础幻灯片
三、直杆受拉伸（压）时的内力
1、轴力——直杆受拉伸（压）时 产生的内力。用符号S表示。 符号规定：拉为正；压为负。
2、轴力的计算 1-1截面：
截面法： （1）假想将杆截开 （2）取其中一半为研究对象画受 力图（设正） （3）列平衡方程求解内力。
S1=p-Q=100-200 =-100N 2-2截面： S2=-Q=-200N
（4）力的成对性（作用反作用 公理）
二物体间的相互作用力大小 相等、方向相反、作用于同一直 线上。
（5）二力平衡公理与作用反作 用公理的区别：
相同点：二力等值、反向、共线 不同点： 二力平衡公理中的二力作用在同 一物体上。 作用反作用公理中的二力分别作 用在两个物体上。 P24: 1-1
三、固定端约束的受力分析
例题：求塔机座对塔的约束反力
∑X=0 qh-XA=0 XA =qh ∑Y=0 YA-W=0 YA= W ∑M0(F)=0 qh.h/2-mA=0 mA= qh2/2
§1-6静力学问题求解方法小结
一、如何确定研究对象 在所选定的研究对象中应既 包括已知外力、又包括待求外力。 使未知力数目尽量少。一般情况 下可优先考虑整个构件作为选取 的研究对象之一
待定；作用线过 销钉中心。
画出指定物体的受力图
小结：刚体的受力分析要领
1、研究对象：单个零件、几个零 件，整个构件。当取几个零件或整 个构件为研究对象时，各零件之间 相互作用的力是内力，不能表示在 受力图上 2、画受力图，不是施力图。 3、除重力、电磁力外，只有直接与 研究对象接触的物体才有力的作用。
化工设备机械基础授课课件
化工设备机械基础授课课件1. 课程简介本课程主要介绍化工设备中涉及的各类机械基础知识，包括机械工程基础、机械零件设计与选择、机械传动与节能等内容。
通过本课程的学习，学生将了解化工设备机械基础知识的重要性，掌握相关的概念、原理和应用，为今后从事化工设备设计和运维提供基础支持。
2. 机械工程基础2.1 机械设计与制图机械设计是指根据机械原理与工艺要求，对机械产品的结构、尺寸和零部件进行设计的过程。
制图是机械设计的重要环节，包括工程图、装配图、零件图等。
本课程将介绍机械设计的基本原则和常用制图方法，帮助学生掌握机械设计与制图的基础知识。
2.2 机械材料与热处理机械材料的选择对于机械设计和使用具有重要影响，不同材料的特性会决定机械零部件的耐磨、耐蚀和强度等性能。
本课程将介绍常见的机械材料和其特性，以及机械零部件的热处理方法和效果，帮助学生了解机械材料与热处理在机械设计中的作用。
2.3 机械力学与结构分析机械力学是研究物体受力和运动规律的学科，是机械工程的基础学科。
本课程将介绍静力学和动力学的基本原理，以及常见的力学分析方法，通过实例演练帮助学生掌握机械力学的基本概念和计算方法。
3. 机械零件设计与选择3.1 常用机械连接机械连接是机械零件组装的一种常见方式，包括螺纹连接、键连接、齿轮传动等。
本课程将介绍常见的机械连接方式及其特点，帮助学生掌握机械连接的设计与选择方法。
3.2 轴承与传动装置轴承和传动装置是机械零件中常见的关键零部件，对机械设备的正常运行起着重要作用。
本课程将介绍常见的轴承类型和其选择原则，以及常用的传动装置原理和设计方法，帮助学生理解和应用轴承与传动装置的知识。
3.3 密封与润滑密封和润滑是机械设备中必需的关键技术，对于保证机械零件的正常运行和延长使用寿命具有重要作用。
本课程将介绍常见的密封技术和润滑方法，帮助学生了解密封与润滑的原理和应用。
4. 机械传动与节能4.1 机械传动系统机械传动是指利用机械装置将动力从一个部件传递到另一个部件的过程。
化工设备机械基础培训讲座ppt(共80页)
2、制造条件的限制 设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工使
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
2019/8/9
1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
主讲：谭志伟
2008年 春
2019/8/9
绪论化工Biblioteka 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 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
s
Ps F0
试件还在继续伸长的最小载荷，N 试件的原始横截面积，m2
2019/8/9
1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸
长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0 .2 F0
（2）抗拉强度（ σb ） 金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所
能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
1.2 材料的性能
（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
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
2019/8/9
1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
主讲：谭志伟
2008年 春
2019/8/9
绪论化工Biblioteka 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 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
s
Ps F0
试件还在继续伸长的最小载荷，N 试件的原始横截面积，m2
2019/8/9
1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸
长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0 .2 F0
（2）抗拉强度（ σb ） 金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所
能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
1.2 材料的性能
（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
化工设备机械基础 ppt课件
ppt课件
15
NAZ
NAy
NBZ
NBy
解：
M
X
0
(T1 t1 )r1 (T2 t2 )r2 0
得： T2
t2 2KN
∵
T2 2t2
T2 4KN
t2 2KN
M
Z
0
[(T1 t1 ) 500 (T2 t2 )sin 301500)] NBY 2000 0
T1 T2
ppt课件
2 P 2
13
以B节点为研究对象 ，受力如图 同理可得
T3 T4 2 P 2
以C节点为研究对象 ，受力如图
T5 T1 cos 45 T4' cos 45 0
T5 P
′
ppt课件
14
1-16 图1-48所示水平传动轴上装有两个皮带轮C和 D,半径分别为r1=200mm和r2=250mm，C轮上皮 带是水平的，两边张力为T1=2t1=5KN，D轮上皮 带与铅直线夹角 ，两张力为T2=2t2。当传 30 动轴均匀传动时，试求皮带张力 T2、t2和轴承A、B 的反力。
ppt课件
X 0
FAX－FFEsin45°=0
2 KN FAX= 3
ppt课件
12
1-14 求图1-46所示桁架中各杆所受的力
解：以节点A为研究对象，受力如图
X 0
P T1 sin 45 T2 sin 45 0
T1 cos 45 T2 cos 45 0
得
Y 0
XA=-6.11kN
∑Y=0, YA+SB′×sin45°－2G=0 , YA=2.89kN
ppt课件