过程设备设计-名词解释1
过程设备设计知识点
过程设备设计知识点过程设备设计是工程设计领域中一个重要的专业领域，它涉及到工业生产中的各种设备和系统的设计和优化。
在实际的过程设备设计中，有一些知识点是十分重要的，下面将介绍其中的一些。
一、工艺流程图工艺流程图是过程设备设计的基础。
它是通过图形的形式来表示工业生产的过程流程、设备及其操作方式、原料输入和产品输出等信息。
在设计工艺流程图的时候，需要考虑到整个生产过程的连续性和稳定性，并且合理安排设备的布局和连接方式，以便实现高效的生产。
二、设备选择与设计在过程设备设计中，设备的选择和设计是至关重要的。
首先，需要根据工艺要求和产品规格选择适合的设备类型；其次，需要考虑到设备的性能指标，如容量、转速、温度等；最后，需要进行设备的详细设计，包括结构设计、材料选取和加工工艺等方面。
三、安全性设计在过程设备设计中，安全性设计是一个非常重要的方面。
需要考虑到设备在运行过程中的安全性能，包括设备的稳定性、可靠性和防护措施等。
同时，还需要考虑到设备的维护和修理方便性，以确保设备在出现故障时能够及时修复，减少生产中的停工时间。
四、能耗与效率在过程设备设计中，能耗与效率也是需要考虑的重要因素。
需要通过合理的设计和优化来减少能耗，并提高生产的效率。
其中，可以通过改进设备的结构和材料，优化工艺流程，以及采用先进的节能技术等方式来实现。
五、环境友好设计过程设备设计要兼顾环境保护的要求。
需要考虑到设备在运行过程中可能产生的废气、废水、废固等污染物的排放问题，并采取相应的措施进行处理和净化，以确保符合环保法规和标准。
六、自动化与智能化随着科技的进步，过程设备设计也逐渐实现了自动化与智能化。
在设计过程中，需要考虑到设备的自动化控制和智能化管理，以提高生产的自动化程度和生产的智能化水平，并降低人工操作的难度和疲劳度。
总结：过程设备设计是一个涉及广泛且复杂的专业领域，需要综合运用各种知识和技术。
本文主要介绍了工艺流程图、设备选择与设计、安全性设计、能耗与效率、环境友好设计以及自动化与智能化等知识点。
过程设备设计课件ppt
机械力学基础
了解并掌握静力学的基本概念 和方法，如力的合成与分解、 力矩与力偶等。同时掌握材料 力学的基本概念和方法，如拉 伸、压缩、弯曲等基本变形。
机械材料与工艺
了解并掌握常用机械材料的种 类、性能和用途，如钢、铸铁 、有色金属等。同时掌握机械 零件的加工工艺和方法，如铸
造、锻造、焊接等。
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THANKS
础和依据。
行业标准
各行业根据自身特点和发展需求 ，制定的一系列行业标准。
企业标准
企业根据自身实际情况和需求，制 定的企业标准。
过程设备材料及选型
1 2
过程设备材料的分类及特点
根据不同的使用环境和要求，选择合适的材料 。
材料选择的原则和方法
根据设备的具体使用条件、工艺要求、操作环 境等因素综合考虑，选择适合的材料。
06
总结与展望
总结：过程设备设计的关键要素与优化方向
关键要素
过程设备设计涉及的关键要素包括材料选择、结构设计、 制造工艺、操作条件确定、安全可靠性评估等方面，这些 要素对于设备的性能、质量和安全性都有重要影响。
制造工艺
制造工艺的选择对于过程设备的性能和质量也有重要影响 。在制造过程中，需要采用先进的加工设备和制造技术， 确保设备的精度和表面质量。
过程设备是工业生产中的重要组成部分，设计过程需要遵循一定 的原则和标准。
过程设备设计的任务和目标
通过对设备的设计，实现生产过程的优化、节能和安全。
过程设备设计的基本流程
从需求分析到方案设计、详细设计、施工图绘制等环节。
过程设备设计标准规范
国家标准
国家制定的有关过程设备设计 的标准规范，是设计工作的基
期末复习题答案——化工过程设备设计
期末复习题答案——化工过程设备设计1.什么是化工过程设备设计?化工过程设备设计是指根据化工工艺流程和操作要求，设计和选择适当的设备和设施来实现化工过程的目标。
该设计过程包括确定设备的类型、尺寸和操作条件等。
2.化工过程设备设计的目的是什么?化工过程设备设计的目的是确保化工过程能够安全、高效地进行，并满足产品质量和生产能力的要求。
此外，设备设计还应考虑经济性、可靠性和环境保护等方面的因素。
3.化工过程设备设计的基本步骤是什么?化工过程设备设计的基本步骤包括以下几个方面：a.确定工艺流程和操作要求b.选择适当的设备类型c.计算设备的尺寸和操作条件d.选择合适的材料和设备附件e.设计设备的基本结构和布局f.完善设计，考虑经济性和可靠性g.编写设备设计说明书和审查记录4.化工设备选择的关键因素有哪些?化工设备选择的关键因素包括以下几个方面：a.工艺流程要求b.操作条件和工作环境c.生产能力和质量要求d.经济性和可靠性e.安全性和环境保护5.什么是装置容积?装置容积是指化工设备（如反应器、塔式等）的内部容积大小，通常以立方米为单位。
装置容积是确定设备尺寸和物料平衡的重要参数。
6.化工过程设备设计中如何确定操作条件?确定操作条件需要考虑以下几个方面：a.反应物性质和反应条件b.物料流动和传热情况c.产品分离和处理要求d.设备操作和控制要求7.化工过程设备设计的最终目标是什么?化工过程设备设计的最终目标是确保设备能够安全、高效地运行，满足产品质量和生产能力的要求，并在经济和环境保护的前提下实现最佳效益。
8.设备附件的选择和设计有何重要性?设备附件的选择和设计对设备的安全性、可靠性和性能具有重要影响。
合适的设备附件可以提高设备的使用寿命，降低维护成本，并满足特定的操作和控制要求。
9.化工过程设备设计中如何考虑经济性?考虑经济性需要评估设计方案的投资成本、运行成本和维护成本，并与预期收益进行对比。
最经济的设计方案是在满足产品质量和生产能力要求的前提下，尽量降低总成本。
过程装备设计--名词
1.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。
2.无力矩理论：因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。
3.不连续效应（应力）：由于总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象，称为“不连续效应”或“边缘效应”。
由此引起的局部应力称为“不连续应力”或“边缘应力”。
4.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5.热应力：因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束，在弹性体内所引起的应力6.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。
7.自增强：通过超工作压力处理，由筒壁自身外层材料的弹性收缩引起残余应力。
8.临界压力：壳体失稳时所承受的相应压力，是容器抗失稳能力的反映。
用Pcr表示。
9.公称压力：将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。
10.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。
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.临界长度：对于给定D和t的圆筒有一定特征长度作为区分长短圆筒的界限13.长圆筒：L/Do和Do/t较大时，其中间部分将不受两端约束或刚性构件的支承作用，壳体刚性较差，失稳时呈现两个波纹，n=2。
14.短圆筒：L/Do和Do/t较小时，壳体两端的约束或刚性构件对圆柱壳的支持作用较为明显，壳体刚性较大，失稳时呈现两个以上波纹，n＞2。
15.刚性圆筒：L/Do和Do/t很小时，壳体的刚性很大，此时圆柱壳体的失效形式已经不是失稳，而是压缩强度破坏。
16.蠕变：金属在长时间的高温，恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象17.压力容器失效:压力容器在规定的使用环境和时间内，因尺寸、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能达到原设计要求(包括功能和寿命等)的现象。
过程设备设计方法与应用
过程设备设计方法与应用一、引言过程设备设计是指根据工艺流程要求，选取合适的设备并进行设计的过程。
在化工、石油、制药等行业中，过程设备设计是非常重要的环节，它直接关系到生产效率、产品质量和安全性。
本文将从过程设备设计的基本原则、方法和应用方面进行探讨。
二、过程设备设计的基本原则1. 安全性原则：过程设备设计时，首要考虑的是设备的安全性。
要根据具体工艺的特点，选择适当的材料和结构，确保设备能够抵御压力、温度和化学腐蚀等外部作用，防止发生泄漏、爆炸或污染等事故。
2. 可靠性原则：过程设备在使用过程中，需要保证其可靠性，即设备能够正常运行，并能够满足生产要求。
为了提高设备的可靠性，设计时应考虑到设备的可维护性和易操作性，便于设备的维修和保养。
3. 经济性原则：过程设备设计需要在满足生产要求的前提下，尽量降低投资和运营成本。
设计师需要综合考虑设备的造价、能耗、维护费用等因素，选择经济合理的设备方案。
三、过程设备设计的方法1. 工艺流程分析：在过程设备设计之前，需要对工艺流程进行全面的分析和理解。
通过对原料、中间产物和最终产品的特性分析，确定设备的工艺参数和要求，为设备的选型和设计提供依据。
2. 设备选型：根据工艺流程的要求，结合设备的性能、工艺参数和经济指标，选择适合的设备型号。
选型时需要考虑设备的工作压力、温度范围、材料耐腐蚀性等因素，并进行合理的比较和评估。
3. 设备设计：设备设计是过程设备设计的核心环节。
设计师需要根据选定的设备型号和工艺参数，进行设备的结构设计、材料选择和尺寸计算等工作。
同时还需要进行强度校核、焊接接头设计和密封设计等，确保设备能够满足使用要求。
4. 安全评估：在设备设计完成后，需要进行安全评估。
评估包括设备的强度校核、泄漏风险评估、爆炸危险性评估等，以确定设备是否满足安全要求。
如有必要，还可以进行模拟实验或使用计算软件进行安全性分析。
四、过程设备设计的应用1. 化工行业：过程设备在化工行业中应用广泛，如反应釜、蒸馏塔、储罐等。
化工设备设计笔记
化⼯设备设计笔记化⼯设备设计第⼀章绪论⼀.概念1.过程:从原料到产品,要经过⼀系列物理的`化学的或者⽣物的加⼯处理步骤,这⼀系列额加⼯处理步骤称为过程。
2.过程设备：完成物理`化学或者⽣物加⼯所⽤到的设备叫过程设备。
3.过程设备设计：根据设备的⼯艺`强度`经济性等要求制定出得可⽤于制造的技术⽂件。
4.过程设备的特点：①功能原理多种多样；②化机电⼀体化；③外壳⼀般为压⼒容器。
５．过程设备的基本要求：①安全可靠；②满⾜过程要求；功能要求和寿命要求；③综合经济性好；④易于操作`控制和维护。
６．影响过程设备安全可靠性的主要因素有：①材料的强度`韧性和介质的相容性；②设备的刚度`抗失稳的能⼒和密封性。
７．过程设备更换新代有三个途径：①改变⼯作原理；②改进制造⼯业`结构和材料以提⾼综合技术性能；③加强辅助功能使其更快适应使⽤。
第⼀章压⼒容器导⾔１．压⼒容器基本组成筒体、封头、密封装臵、开孔与接管、⽀座、安全附件２．安全附件安全阀爆破⽚装臵、紧急切断阀、安全联锁装臵、压⼒表、液⾯计、测温仪表等３．不必开设检查孔的条件a.筒体Di≤300mm 的压⼒容器b.容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖⼦，其尺⼨不⼩于所规定检查孔的尺⼨。
c.⽆腐蚀或轻微腐蚀，⽆需做内部检查和清理的压⼒容器。
d.制冷装臵⽤压⼒容器。
反应压⼒容器 (代号R)换热压⼒容器（代号E）分离压⼒容器（代号S）储存压⼒容器（代号C，其中球罐代号B）５．GB150《钢制压⼒容器》该标准适⽤于设计压⼒不⼤于35MPa的钢制压⼒容器的设计、制造、检验及验收。
适⽤的设计温度范围根据钢材允许的使⽤温度确定，从-196℃到钢材的蠕变限⽤温度。
６．GB150管辖的范围容器与外部管道焊接连接的第⼀道环向接头坡⼝端⾯、螺纹连接的第⼀个螺纹接头端⾯、法兰连接的第⼀个法兰密封⾯，以及专⽤连接件或管件连接的第⼀个密封⾯。
其它如接管、⼈孔、⼿孔等承压封头、平盖及其紧固件，以及⾮受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄放装臵均应符合GB150的有关规定。
过程设备设计方法与应用
过程设备设计方法与应用一、引言过程设备是指在化工、石化、制药等工业领域用于进行物质转化或物质分离的设备，如反应器、蒸馏塔、萃取塔等。
过程设备的设计是确保工业生产过程能够高效、安全地进行的关键环节。
本文将介绍过程设备设计的方法与应用。
二、过程设备设计方法1. 确定设计目标：在过程设备设计之初，需要明确设计目标，包括产量、纯度、能耗等指标。
根据不同的需求，采取不同的设计方案。
2. 进行物料平衡计算：物料平衡计算是过程设备设计的基础。
通过对物质在设备内的流动和转化进行分析和计算，确定物料的输入、输出以及各个流程的物料流量。
3. 进行能量平衡计算：能量平衡计算是确保过程设备能够正常运行的关键。
通过对能量的输入、输出进行计算，确定设备所需的热量或制冷量，从而选择合适的加热或冷却方式。
4. 选择适当的材料：在过程设备设计中，选择适当的材料能够提高设备的耐腐蚀性、耐高温性和机械强度。
根据工艺要求和环境条件，选择合适的材料，如不锈钢、玻璃钢等。
5. 进行设备的结构设计：设备的结构设计包括设备的形状、尺寸和布局等。
需要考虑设备的易操作性、易维修性和安全性。
6. 进行设备的传热、传质和流体力学计算：通过传热、传质和流体力学计算，确定设备内部的温度、浓度和流速等参数，以确保设备的正常运行和物质转化效率。
7. 进行设备的强度计算：设备的强度计算是确保设备能够承受内部和外部压力的关键。
通过强度计算，确定设备的壁厚、支承结构等参数，以保证设备的安全性。
8. 进行设备的安全评估：设备的安全评估是确保设备在正常运行和异常情况下能够保持安全的关键。
通过安全评估，确定设备的安全阀、泄漏控制装置等，以防止事故的发生。
三、过程设备设计的应用1. 化工工业：在化工工业中，过程设备设计应用广泛。
例如，反应器的设计可以通过控制反应条件和催化剂的选择来提高反应效率和产物纯度。
蒸馏塔的设计可以通过优化塔板布置和塔顶温度来提高分离效果。
2. 石化工业：在石化工业中，过程设备设计是确保石油加工和化学品生产的关键。
过程设备设计要点
过程设备设计要点过程设备设计是指根据工艺流程要求和产品质量要求，确定、设计和优化工厂内各种过程设备的功能和结构。
在过程设备设计过程中，需要考虑各种因素，包括工艺要求、安全要求、可靠性、经济性、环保要求等。
本文将阐述过程设备设计的要点，以帮助工程师更好地设计和优化过程设备。
1. 工艺流程要求在进行过程设备设计时，首先需要了解工艺流程要求。
这包括工艺流程的各个步骤、操作条件、物料流动和转化过程等。
了解工艺流程要求可以帮助设计师更好地理解设备的功能和性能需求，从而进行合理的设计。
2. 设备选型在过程设备设计中，设备选型是一个非常重要的环节。
合适的设备选型可以保证设备在工艺过程中的可靠运行和高效性能。
设备选型需要综合考虑工艺要求、设备性能参数、工艺材料、成本和可靠性等因素，并选择最合适的设备类型和规格。
3. 设备布局设备布局是指将各个过程设备按照合理的顺序和位置进行布置，以确保工艺流程的顺畅和高效。
在进行设备布局时，需要考虑设备之间的物料流动、能量传递、操作和检修等方面的要求。
同时，还需要合理考虑设备之间的距离、空间和通道等因素，以确保操作、维修和清洁的便利性。
4. 设备尺寸和容量计算设备尺寸和容量的计算是过程设备设计中的重要一环。
设备尺寸和容量的计算需要考虑工艺参数、物料流量、反应速率、传热和传质等因素，并参考标准和经验数据。
合理的设备尺寸和容量计算可以确保设备在工艺过程中的正常运行和良好的性能。
5. 设备材料选择设备材料选择是过程设备设计中的关键一环。
不同的工艺和工作环境对设备材料有不同的要求。
合适的设备材料选择可以保证设备在工艺过程中的耐腐蚀性、耐高温性、耐压性、可焊接性等方面的要求。
在进行设备材料选择时，需要综合考虑材料的性能、成本、可获得性和可加工性等因素。
6. 安全和环保考虑过程设备设计必须充分考虑安全和环保要求。
安全设计包括设备的结构强度、防爆性能、防腐措施等方面的要求。
环保设计包括设备的废物处理、废气处理、噪声控制等方面的要求。
过程设备设计知识点总结
过程设备设计知识点总结过程设备设计是指在工业生产过程中，根据产品的工艺要求以及工艺参数，设计出适用于生产过程的设备与装置。
其目的是通过合理的设备设计，实现生产过程的高效、安全和可持续发展。
本文将从设备选型、设备尺寸设计、设备材料选择等多个方面进行知识点总结。
1. 设备选型：在进行设备选型时，需要综合考虑产品的工艺要求、生产能力、成本等因素。
首先要明确产品的生产工艺流程，并根据工艺要求选择合适的设备类型，例如反应釜、蒸馏塔、搅拌罐等。
其次，根据生产量和效率要求确定设备的尺寸和型号。
此外，还要考虑设备的可靠性、维护便捷性以及对环境的影响等因素。
2. 设备尺寸设计：设备尺寸设计是指根据工艺要求和流体特性，确定设备的尺寸参数。
在进行设备尺寸设计时，需要考虑以下几个方面：首先，根据工艺流程中的液体或气体流量，确定设备的容积或处理能力；其次，根据流体的物性参数，计算出设备的传热面积和传质面积；最后，根据设备的结构特点和操作要求，确定设备的尺寸参数，如高度、直径、壁厚等。
3. 设备材料选择：设备材料的选择对于生产过程的安全性和稳定性至关重要。
在进行设备材料选择时，需要考虑以下几个因素：首先，要了解所处理物料的性质，包括温度、压力、腐蚀性等；其次，要考虑材料的耐腐蚀性、疲劳性和可焊接性等性能；最后，要根据工艺要求和成本因素确定合适的材料，常用的材料包括不锈钢、碳钢、玻璃钢等。
4. 安全措施：在过程设备设计中，安全是至关重要的。
设计人员需要充分考虑设备的安全性，以确保生产过程的顺利进行。
在设备设计中，需要采取以下安全措施：首先，确保设备具有足够的强度和稳定性，能够承受预期的工艺参数和负荷；其次，设备应具备安全阀、压力表、温度传感器等安全装置，并保证这些装置的准确性和可靠性；此外，还需要考虑应急处理措施，如泄漏、火灾等意外事故的处理方式。
5. 能耗与节能：在过程设备设计中，节能是一个重要的考虑因素。
设计人员应针对具体的生产工艺，采取有效的节能措施。
过程设备设计-名词解释
机械密封：是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并做相对运动达到密封的装置，又称端面密封。
临界转速：当搅拌轴的转速达到轴自振频率时会发生强烈震动，并出现很大弯曲，这个转速称为临界转速。
无力矩理论：当薄壳的抗弯刚度非常小，或者中面的曲率、扭转改变非常小时，弯曲内力很小。
这样，在考虑薄壳平衡时，就可省略弯曲内力对平衡的影响，于是得到无矩应力状态。
省略弯曲内力的壳体理论。
有力矩理论：在壳体理论中，若同时考虑薄膜内力和弯曲应力。
不连续应力：由于这种总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象称为边缘效应或不连续效应。
由此引起的局部应力称为不连续应力或边缘应力。
热应力：因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束，在弹性体内所引起的应力。
卸载定理：以载荷的改变量为假想载荷，按弹性理论计算该载荷所引起的应力和应变，此应力和应变实际是应力和应变的改变量。
从卸载前的应力和应变减去这些改变量就得到卸载后的应力和应变。
提高屈服承载能力的措施：a 对圆筒施加外压的方法有多种，最常用的是采用多层圆筒结构；b 将厚壁圆筒在使用之前进行加压处理，使其内压力超过初始屈服压力。
外压壳体的屈曲或失稳：承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时，壳体会突然失去原来的形状，被压扁或出现波纹，载荷卸去后，壳体不能恢复原状。
临界长度：对于给定的D 和t 的圆筒，有一特征长度作为区分n=2的长圆筒和n>2的短圆筒的界限，此特性尺寸称为临界圆筒。
强度胀：是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。
强度焊：是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。
影响搅拌功率的因素：搅拌器的几何尺寸与转速：搅拌器直径、桨叶宽度、桨叶倾斜角、转速、单个搅拌器叶片数、搅拌器距离容器底部的距离等；搅拌容器的结构：容器直径、液面高度、挡板数、挡板宽度，导流筒的尺寸等；搅拌介质的特性：液体的密度、黏度；重力加速度。
过程设备设计方法与应用
过程设备设计方法与应用一、过程设备设计的基本概念过程设备是指用于加工、转换或运输原料和产品的设备，包括反应器、分离设备、传热设备、搅拌设备等。
过程设备设计是指根据生产工艺要求，选择和设计合适的设备，以实现生产过程的顺利进行。
过程设备设计需要考虑多种因素，如工艺要求、物料特性、设备性能等。
二、过程设备设计的方法1. 工艺流程分析：首先需要对生产工艺进行分析，了解原料的处理过程和产物的特性，确定设备的功能和工作条件。
2. 设备选择：根据工艺流程和物料特性，选择合适的设备类型和规格。
设备选择需要考虑设备的工作原理、操作方便性、维护保养等因素。
3. 设备布局：根据生产场地和工艺要求，合理布局设备，确保设备之间的连接和操作的顺利进行。
设备布局需要考虑生产流程的连续性和设备的维护保养空间。
4. 设备设计：根据工艺要求和设备选择，进行设备的详细设计。
设备设计需要考虑设备的结构和材料、传热传质和流体力学等因素。
5. 设备安装调试：完成设备的制造和安装后，需要进行设备的调试和性能测试，确保设备符合设计要求和工艺要求。
6. 运行维护：设备投入生产后，需要进行定期的检修和维护，保证设备的正常运行和寿命。
三、过程设备设计的应用领域过程设备设计广泛应用于化工、石油、制药、食品、环保等工业领域。
在化工行业中，过程设备设计涉及到反应器、分离塔、蒸馏塔、换热器等设备的设计和选择，用于生产化学品和石油产品。
在制药行业中，过程设备设计用于制造药物的反应器、干燥设备、混合设备等。
在食品行业中，过程设备设计用于食品加工和包装设备的选择和设计。
在环保行业中，过程设备设计用于废水处理、废气处理等设备的选择和设计。
过程设备设计是工业生产过程中的重要环节，通过合理的设备选择和设计，可以提高生产效率、降低能耗、确保产品质量和安全性。
过程设备设计的方法包括工艺流程分析、设备选择、设备布局、设备设计、设备安装调试和运行维护。
过程设备设计的应用领域广泛，涉及到化工、石油、制药、食品、环保等行业。
《过程设备设计》课件
03
混合器操作
需要考虑混合效率、均匀度、能 耗等多方面因素，以确保混合器 能够高效、安全地运行。
需要严格控制混合速度、温度等 操作参数，以及密切监视混合过 程，及时调整操作条件。
分离设备
分离器类型
包括离心机、过滤器、萃取塔等，每种类型都有 其特定的应用场景和优缺点。
分离设计
需要考虑分离效率、处理能力、能耗等多方面因 素，以确保分离器能够高效、安全地运行。
设备材料选择
总结词
设备材料选择是过程设备设计的重要 环节，它决定了设备的性能和使用寿 命。
详细描述
设备材料选择需要考虑材料的物理、 化学和机械性能，以及耐腐蚀、耐高 温等特殊性能，以确保设备能够满足 生产工艺要求和安全运行。
结构设计
总结词
结构设计是过程设备设计的关键环节，它决定了设备的稳定性和可靠性。
《过程设备设计》ppt 课件
目录
• 过程设备设计概述 • 过程设备的主要类型 • 过程设备设计的基本要素 • 过程设备的制造与安装 • 过程设备的运行与维护 • 过程设备设计的发展趋势
01
过程设备设计概述
定义与目的
定义
过程设备设计是一门涉及工艺、机械 、材料、控制等多个领域的综合性学 科，旨在为工业生产过程中的各类设 备进行合理的设计和优化。
安全可靠
过程设备设计应遵循安全可靠的原则 ，确保设备在正常操作和异常情况下 均能安全稳定运行，同时要充分考虑 设备的维修和保养需求。
环保节能
过程设备设计应遵循环保节能的原则 ，通过优化设备结构和运行方式，降 低能耗和资源消耗，减少对环境的负 面影响。
02
过程设备的主要类型
反应设备
反应器类型
包括釜式反应器、管式反应器、 塔式反应器等，每种类型都有其 特定的应用场景和优缺点。
4.3.1 概述——【过程设备设计】
第四章 压力容器设计 CHAPTER Ⅳ Design of Pressure Vessels4.3 常规设计14.3 常规设计4.1 概述 4.2 设计准则 4.3 常规设计 4.4 分析设计 4.5 疲劳分析 4.6 压力容器设计技术进展过程设备设计4.3.1 概述 4.3.2 圆筒设计 4.3.3 封头设计 4.3.4 密封装置设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3.6 支座和检查孔 4.3.7 安全泄放装置 4.3.8 焊接结构设计 4.3.9 耐压试验24.3 常规设计4.3 常规设计过程设备设计本章重 点教学重点： （1）内压圆筒的强度设计； （2）外压圆筒的图算法； （3）开孔补强设计。
教学难点： 螺栓法兰连接的密封性设计。
34.3.1 概述一、设计思想4.3.1 概述过程设备设计——“按规则设计”（Design by Rules） ，只考虑单一的最大 载荷工况，按一次施加的静力载荷处理，区别于 分析设计不考虑交变载荷，也不区分短期载荷和永 久载荷，不涉及容器的疲劳寿命问题。
应力求解——依据 材料力学及板壳 理论，按最大拉 应力准则来推导 受压元件的强度 尺寸计算公式。
校核——受压元件 的应力强度 < 材料许用应力 （强度） < 材料许用外压力 （失稳）边缘应力——采用 分析设计标准中 的有关规定和思 想，确定结构的 某些相关尺寸范 围，或由经验引 入各种系数。
44.3.1 概述二、弹性失效设计准则过程设备设计压力容器材料韧性较好，在弹性失效准则中，σ 1 ≤ [σ ]t σ 1 - σ 3 ≤ [σ ]t（4-3） （4-4）1 [(σ 21-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2]≤[σ]t采用式（4-4）或式（4-5）较为合理。
（4-5）但对于内压薄壁回转壳体，在远离结构不连续处，σ 3 ≈ 0式（4-3）简单，成熟使用经验，将该式作为设计准则。
54.3.1 概述4.3.1 概述二、弹性失效设计准则（续）内压薄壁圆筒：经向薄膜应力周向薄膜应力σφ=pD 4δσθ=pD 2δ过程设备设计δ—计算厚度，mm； D—筒体中面直径，mm。
过程设备设计要点
1—压力容器导言过程设备设计二、课程的目的和任务本课程是一门综合性的技术学科，是过程装备与操纵工程专业的核心课程之一。
其任务是综合运用力学、材料学、制造工艺学等许多方面的全然理论，使学生能以平安为前提，综合考虑质量保证的各个方面，进行压力容器和过程设备结构分析和工程设计，并尽可能在平安的前提下做到经济合理，培养学生全面分析和解决工程实际咨询题的能力，使学生在学完本课程以后能初步建立起完整的过程设备设计思想。
三、课程全然要求通过本课程的学习，学生应学会过程设备零部件的强度计算及校核、结构分析和设计，绘制容器施工图样并能提出技术要求。
本课程的教学重点为压力容器零部件的强度计算及校核、材料选择、典型过程设备的结构分析、有关设计标准和标准的使用、标准零部件的选用和设计等。
要求：1、采纳合理的方法进行压力容器的强度设计和稳定性设计。
2、能从材料行为、强度、结构、制造、质量保证等方面对压力容器的工程设计进行综合分析。
3、具备对过程设备零部件及整体进行结构分析和设计的能力。
五、有关讲明本课程的先修课程：机械制图；理论力学；材料力学；机械设计根底；工程材料及热处理；机械制造根底等导言1、过程装备与操纵工程的概念从原材料到产品要经历一系列物理的或化学的加工处理步骤，这些加工处理步骤称为过程。
如化工、轻工、炼油、制药、橡胶、食品等。
过程工业是加工制造流程性材料产品的现代国民经济的支柱产业之一。
成套过程装置通常是由一系列的过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的一个独立的密闭连续系统，再配以必要的操纵仪表和设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种流程性材料，让其在装置内部经历必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性材料产品单元过程设备〔如塔、换热器、反响器、储罐等〕与单元过程机器〔如压缩机、泵、不离机等〕二者的统称为过程装备。
2、过程装备技术的创新要害在于装备内件技术的创新。
3、流程性产品先进制造技术与一般硬件产品先进制造技术的区不〔1〕理论根底不同一般硬件产品先进制造技术的理论根底侧重于固体力学、材料与加工学、机械结构学、电工和信息技术科学等，而流程性产品先进制造技术那么侧重于化学、固体力学、流体力学、热力学、机械结构学、化学工程和工艺、电工和信息技术科学等。
过程设备设计
过程设备设计Process Equipment Design本课程的发展本专业的调整关于教材绪论Introductory Remarks过程(Process)流程性材料过程工业过程设备一.过程设备的应用二.过程设备特点发展趋势:多功能,大型化,高参数,智能化三.过程设备基本要求1.安全可靠:材料强度高,韧性好; 材料与介质相容; 材料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3.综合经济性:生产效率高,消耗低;结构合理,制造方便;易于运输和安装.4.易于操作,维护和控制5.优良的环境性能四.过程设备设计概述1.基本设计步骤:需求分析,目标界定;总体结构设计;零部件结构设计;参数设计;2.影响参数设计的因素:设计准则;材料;规范标准五.本课程的内容:分为二大部分:压力容器(前四章),设备(后四章)六.课时安排:总学时:72学时,其中实验8学时,考试2学时,上课62学时.教材:过程设备设计,English Supplementary Textbook作业:二周交一次成绩评定,请假问题及手续学习要求等第一章压力容器导言Introduction1.1压力容器总体结构Gross Structure1.1.1基本组成Main Composition(1)筒体Cylinder:储存物料,完成物理化学反应的一个空间(2)封头Head :封闭容器。
与筒体连接,分为可拆与不可拆(3)密封装置Sealing Device. 螺栓法兰连接(4)开孔与接管Opening and Nozzle 进出物料，检查，监测等(5)支座Support 将容器固定在地面上或基础上(6)安全附件Safety Devices (Accessories)安全阀，爆破片，压力表，液面计，测温仪表等1．1．2 压力容器零部件间的焊接Welding between Components 压力容器的质量与焊接质量有着极为重要关系，各部件之间大多数须经过焊接，个别用法兰螺栓连接，但法兰与接管间仍须焊接。
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名词解释：1.机械密封/端面密封：是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并做相对运动达到密封的装置。
2.临界压力：壳体失稳时所能承受的相应外压力，称为临界压力，用P cr表示。
3.自紧密封：依靠容器内部的介质压力压紧密封元件实现密封的形式。
4.等面积补强：壳体因开孔削弱的承载面积，须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿。
5.应力集中系数：受内压壳体与接管连接处最大应力与壳体不开孔时环向薄膜应力之比，用K t表示。
6.自增强：通过超工作压力处理，由筒体自身外层材料的弹性收缩引起的残余应力，使工作时应力分布趋于均匀，提高屈服承载能力的措施。
7.焊接接头系数：焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度的受消弱程度。
8.一次应力：求得的薄膜应力与相应的载荷同时存在，平衡外加载荷引起的应力，随外载荷的增大而增大。
9.二次应力：在两壳体连接边缘处切开后，自由边界上受到的边缘力和边缘力矩作用时的有力矩理论的解，求得的应力称二次应力。
10.预紧密封比压：预紧时，迫使垫片变形与压紧面密合，以形成初始密封条件，单位面积上所需的最小压紧力。
称为预紧密封比压。
11.第一曲率半径：回转壳体经线上某一点的曲率半径，称为第一曲率半径。
第二曲率半径：壳体中面上所考察的任意一点到该点法线与回转轴交点之间的长度。
12.分析设计：对容器在不同部位、由不同载荷引起的、对容器失效形式有不同影响的应力加以不同的限制的设计方法，称做分析设计方法。
13.设计压力：是指设定的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条件，其值不得低于工作压力。
14.工作压力：指容器在正常工作过程中顶部可能产生的最高压力。
15.计算压力：是指在相应设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。
16.临界转速：当搅拌轴的转速达到轴自振频率时会发生强烈震动，并出现很大弯曲。
17.无力矩理论：当薄壳的抗弯刚度非常小，或者中面的曲率、扭转改变非常小时，弯曲内力很小。
这种省略弯曲内力的壳体理论。
18.有力矩理论：在壳体理论中，若同时考虑薄膜内力和弯曲应力。
19.不连续应力：由于这种总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象称为边缘效应或不连续效应。
由此引起的局部应力称为不连续应力或边缘应力。
20..热应力：因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束，在弹性体内所引起的应力。
21.残余应力：当厚壁圆筒进入弹塑性状态后，这时若将内应力Pi全部卸除，塑性区因存在残余变形不能恢复原来尺寸，而弹性区由于本身弹性收缩，力图恢复原来的形状，但受到塑性区残余变形的阻挡，从而在塑性区中出现压缩应力，在弹性区内产生拉伸应力，这种自平衡的应力就是残余应力。
把这种卸载后保留下来的变形称为残余变形。
22.薄壁圆筒：对于圆柱壳体，若外直径与内直径的比值(Do/Di)max<=~.23回转薄壳：中面由一条平面曲线或直线绕同平面内的轴线回转360。
而成的薄壳称为回转薄24外压壳体的失稳/屈曲：承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时，壳体会突然失去原来的形状，被压扁或出现波纹，载荷卸去后，壳体不能恢复原状。
25临界长度：对于给定的D和t的圆筒，有一特征长度作为区分n=2的长圆筒和n>2的短圆筒的界限，此特性尺寸称为临界圆筒。
26临界风速：塔产生共振时的风速。
27饱和蒸汽压：是指在一定温度下，储存在密闭容器中的液化气体达到汽液两相平衡时，气液分界面上的蒸汽压力。
28强度胀：是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。
29密封焊：是指保证换热管与管板连接密封性能的焊接，不保证强度。
30贴胀：是指为消除换热管与管孔间的间隙并不承担拉脱力的轻度胀接。
31流化床反应器：流体以较高的流速通过床层，带动床内的固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主题流中进行反应，并具有类似流体流动的一些特性的装置。
32圆筒全屈服压力或极限压力：假设材料为理想弹塑性，承受内压的厚壁圆筒，当筒壁达到整体屈服状态时所承受的压力。
33卸载定理：以载荷的改变量为假想载荷，按弹性理论计算该载荷所引起的应力和应变，此应力和应变实际是应力和应变的改变量。
从卸载前的应力和应变减去这些改变量就得到卸载后的应力和应变。
34塑性变形/永久变形：当载荷卸除后能够恢复的变形为弹性变形，载荷卸除后不能够恢复的变形称为塑性变形或永久变形。
35应变时效：在较高温度下停留一定时间后，会出现强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象。
36焊后热处理：利用金属在高温下屈服强度的降低，使内应力高的地方产生塑性流变，从而达到消除或者降低焊接残余应力目的一种热处理，属去应力退火。
37名义厚度：指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即标注在图样上的厚度。
简答1.提高屈服承载能力的措施：a对圆筒施加外压的方法有多种，最常用的是采用多层圆筒结构；b将厚壁圆筒在使用之前进行加压处理，使其内压力超过初始屈服压力。
2.降低局部应力的措施：a 合理的结构设计：减少两连接件的刚度差；尽量采用圆弧过渡；局部区域补强；选择合适的开孔方位。
B 减少附件传递的局部载荷C 尽量减少结构中的缺陷。
3.减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施：缩短悬臂段搅拌轴的长度；增加轴径；设置底轴承或中间轴承；设置稳定器4.影响搅拌功率的因素：搅拌器的几何尺寸与转速：搅拌器直径、桨叶宽度、桨叶倾斜角、转速、单个搅拌器叶片数、搅拌器距离容器底部的距离等；搅拌容器的结构：容器直径、液面高度、挡板数、挡板宽度，导流筒的尺寸等；搅拌介质的特性：液体的密度、黏度；重力加速度。
5.塔设备共振的危害：轻者使塔产生严重弯曲、倾斜，塔板效率下降，影响塔设备的正常操作，重者使塔设备导致严重破坏，造成事故。
6.简述塔设备的振动原因及防振措施：原因：由于风载荷作用产生沿着风力方向的振动和垂直风力方向的振动（诱发振动），主要是诱发振动。
当塔的固有频率与卡曼涡街的频率相等时，塔体即产生振动。
防振措施：塔在操作时激振力的频率不得在塔体第一振型固有频率的～倍范围内，即不得在如下范围内：113.185.0c c f fv f <<如在范围内，应采取如下措施：1 增大塔的固有频率；2 增大塔的阻尼3 采取扰流装置7.无理拒理论应用条件：壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变，且构成壳体的材料的物理性能相同；壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和转矩作用；壳体的边界处的约束沿经线的切线方向，不得限制边界角度和挠度。
8.弹性模板的小挠度理论：a 板弯曲时其中面保持中性b 变形前位于中面法线上的各点，变形后仍位于弹性曲面的同一法线上，且法线上各点间的距离不变c 平行于中面的各层材料互不挤压。
9.减少轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施：a 缩短悬臂段搅拌轴的长度b 增加轴径c 设置底轴承或中间轴承d 设置稳定器10机械密封的结构：它由固定在轴上的动环及弹簧压紧装置、固定在设备上的静环以及辅助密封圈组成。
当转轴旋转时，动环和固定不动的静环紧密接触，并经轴上弹簧压紧力的作用，阻止容器内介质从接触面上泄漏。
A 点是动环与轴之间的密封，属静密封，密封件常用O 形环，B 点是动环与静环作相对旋转运动时的端面密封，属动密封，是机械密封的关键。
两个密封端面的平面度和粗糙度要求较高，依靠介质的压力和弹簧力使两端面保持密紧接触，并形成一层极薄的液膜起密封作用。
C 点是静环与静环座之间的密封，属静密封。
D 点是静环座与设备之间的密封，属静密封11机械密封工作原理：动环和静环之间的摩擦面称为密封面。
密封面上单位面积所受的力称为端面比压，它是动环在介质压力和弹簧力的共同作用下，紧压在静环上引起的，是操作时保持密封所必须的静压力。
端面比压过大，将造成摩擦面发热使摩擦加剧，功率消耗增加，使用寿命缩短；端面比压减小，密封面因压不紧而泄漏，密封失效。
12根据结构特点，管壳式换热器有哪几种主要类型如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用何种类型的换热器，说明选型的理由。
管壳式换热器可分为：固定管板式、浮头式、U 型管式、填料函式、釜式重沸器。
如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用U 型管式换热器。
因为U 型管式换热器能够很好的清除由于管壳壁温差所引起的应力，且U 型管式换热器便于清洗壳程。
U 型管式换热器只有一个固定的管板，管子受热时可以自由膨胀，不影响壳程，故能很好的清除管壳壁温差引起的热应力，同时也便于清洗壳程，也能承受较高的管程压力。
13请绘出一种机械密封结构简图指出该结构可能存在的泄漏点。
C14搅拌轴轴径确定的依据（1）扭转变形（2）临界转速（3）扭距和弯矩联合作用下的强度（4）轴封处允许的径向位移15按传热方式或热传递原理进行分类，换热设备有哪几种主要形式，各有什么特点(1)直接接触式换热器：它是利用冷热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器；(2)蓄热式换热器：它是借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器；(3)间壁式换热器：它是利用间壁将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量通过间壁由热流体传递给冷流体；(4)中间载热体式换热器：它是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。
16搅拌轴轴径确定的依据。
（1）扭转变形（2）临界转速（3）扭距和弯矩联合作用下的强度（4）轴封处允许的径向位移填空1选择压力容器用钢的焊接材料时：力学性能，抗拉强度2一般来说容器热处理的目的（作用）分为四种焊后热处理、恢复力学性能热处理、改善力学性能热处理、消氢热处理。
3 管壳式换热器换热管与管板连接的详细划分有强度焊、强度胀、强度焊加贴胀和强度胀加密封焊四种。
4换热管的排列形式主要是:正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形，不小于倍。
5目前提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的措施大致有固溶化处理、降低钢中的含碳量、添加稳定碳化物的元素6 厚壁筒体三个应力中，环向应力、径向应力7 焊接接头系数应根据受压元件的焊接接头形式无损检测的长度比例8 整体补强的型式有增加壳体的厚度、厚壁管、整体锻件。
9 低温低应力工况系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于或等于-20℃，小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6，且不大于50MPa10 焊接接头与焊缝不同之处时：焊接接头是焊缝、熔合区热影响区焊缝金属。
11 咬边的危害是：破坏了焊接的连续性、降低了焊接接头的力学性能、引起应力集中。
12 卧式换热器的壳程为单相清洁流体时，折流板缺口应水平上下；垂直左右；通液口。
13GB151 标准推荐的三种防短路结构有：旁路挡板；挡管；中间挡板。
14 换热器的I 级管束是指采用有色金属管和不锈钢管、高精度等级II 普通精度等级15容器用钢在与温度200 ℃应考虑氢腐蚀问题。