化工设备设计基础1
《化工设备设计基础知识》综合复习资料
《化工设备设计基础知识》综合复习资料化工设备设计基础知识综合复资料
引言
本文档旨在提供一份综合复资料，帮助读者复化工设备设计的基础知识。
化工设备设计是化学工程领域中的重要内容，对于掌握化工设备的设计原理和方法具有重要意义。
设备选择与设计
- 设备选择的原则和方法
- 设备的基本参数和计算
- 设备的布置与选择
设备材料与制造
- 设备材料的选择与特性
- 设备的制造工艺与要求
设备安装与维护
- 设备的安装步骤和要点
- 设备的常见故障与维修方法
设备性能与评价
- 设备性能参数的计算与评价
- 设备运行参数的监测与控制
设备节能与安全
- 设备节能技术的应用与实践
- 设备安全管理与事故预防
结论
通过对化工设备设计的基础知识的综合复，读者将能够掌握设备选择与设计的原则、设备材料与制造的要点、设备安装与维护的方法、设备性能与评价的计算与控制、设备节能与安全的策略等方面的知识。
这将有助于读者在化工设备设计领域内有更全面的理解和应用能力。
参考文献
- 请根据需要添加参考文献列表
以上为《化工设备设计基础知识》综合复习资料的概要内容。
建议读者在复习过程中参考相关教材和学术资料以获取更详细的内容和知识。
化工设备设计基础
《化工设备设计基础》综合练习题第一篇工程力学基础第一章构件的受力分析一简答题1．什么叫力？力的三要素是什么？2．二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3．平面一般力系的平衡条件是什么？4．什么叫约束反力？5．工程中有哪几种常见的约束型式？二计算题1．如图所示的简易起重机横梁AB的A端以铰链固定，B端有拉杆BC，起重量W=10KN。
AB梁重P=4KN。
BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A的约束反力。
2．车刀的A端禁固在刀架上，B端受到切削刀作用，已知Py=18KN，Px=7.2KN，L=60mm，求固第二章直杆的拉伸与压缩一简答题1．什么叫内力？如何求出直杆各截面处的内力？2．什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？3．低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？4．钢材的机械性能主要包含哪些指标？5．什么叫应力集中？二计算题1．试求图示的杆横截面1-1的内力，已知P1=26KN，P2=14KN，P3=12KN。
32．一个总重为200N的电动机，采用M8吊环螺钉，螺纹根部的直径为6.4mm，其材料的许用应力[σ]=40MPa。
问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全？第三章直梁的弯曲一简答题1．什么叫梁？2．什么叫平面弯曲？3．梁中内力有哪些？4．剪力和弯矩的正负如何规定？5．什么剪力图和弯矩图？6．梁弯曲时的正应力强度条件是什么？7．梁纯弯曲时的正应力分布有什么特点？第五章复杂应力状态下的强度计算一简答题1．什么叫应力状态？2．什么叫主应力？什么叫二向应力状态？3．工程设计中有哪几种常用的强度理论？4．什么是第一强度理论？5．材料破坏有哪几种主要形式？第二篇化工设备常用材料一简答题1．金属材料有哪些基本性能？2．金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？3．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？4．什么叫材料的韧性？什么叫无塑性转变温度？5．什么叫热处理？什么叫调质处理？6．碳钢按含碳量如何分类？按冶炼方法如何分类？7．碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？8．指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？9．合金钢按用途如何分类？10．合金钢的牌号如何规定？11．指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？第三篇化工设备设计基础绪论一简答题1．什么叫压力容器？2．内压容器有几种分类方法？3．判断容器是一类、二类或三类容器的原则是什么？4．何谓公称直径？管子DN20表示什么意思？5．何谓公称压力？第八章内压薄壁容器的应力理论一简答题1．什么叫薄壁容器？2．什么叫回转壳体？什么叫经线？什么叫纬线？3．什么叫无力矩理论？什么叫薄膜应力？4．什么叫边缘应力？边缘应力如何产生？边缘应力有何特点？5．什么叫第一曲率半径？什么叫第二曲率半径？二判断题1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
化工设备设计基础PPT课件
3a 2
例1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情况见图，求支座A及B处的反力。
X 0 Y 0 mA (F) 0
XA P 0 YA RB Q 0
RB 2b Q b m P a 0
例1-7 悬臂梁AB作用有均布荷载q，在自由端还受一集中力和一力偶矩为m的力偶作用，梁长度为L。求固定端A的约 束反力。
例2-2 变截面杆是圆锥的一部分，左右两端的直径分
别为d1和d2。如果不计杆件的自重，求在轴向拉力P
作
用下
杆件 L
的N (变x)形d。x
L 0 EA(x)
d
d1 1
d1 d 2 d1
x L
Ax
4
d2
4
d12 1
d1 d 2 d1
x L
2
L
L
4Pdx
0
Ed12 1
d1 d 2 d1
A1
N1
1.875
10 4 m2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A3
N3
1.25 10 4 m 2
A1 : A3 2 :1
A1 2 A3 2.50 10 4 m2
由h/b=1.4
b1 b2 13.4mm h1 h2 18.7mm
b3 9.5mm h3 13.3mm
例2-6 悬臂起重机撑杆AB为中空钢管，外径105mm，内径95mm。钢索1和2互相平行，且设钢索1可作为 相当于直径d=25mm的圆钢计算。材料[σ]=60MPa，确定许可吊重。
四、低碳钢压缩的应力-应变图
五、铸铁压缩的应力-应变图
受压
塑 性 材 料 和 脆 性 材 料 机 械 性 能 的 主 要 区 别 1 ． 塑 性 材 料 在 断 裂 时 有 明 显 的 塑 性 变 形 ； 而 脆 性 材 料 在 断 裂 时 变 形 很 小 ；
化工设备基础设计
化工设备基础设计化工设备是化工工艺过程的核心，对于化工生产具有至关重要的作用。
化工设备的基础设计是实现化工流程控制和操作的关键，因此必须重视。
一、化工设备的分类根据化工过程的特点，化工设备可以分为反应器、蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、离心机、过滤机、干燥机等多个类型。
其中，反应器是化工生产中的核心设备，用于完成化学反应，蒸馏塔则用于将混合物分离成不同的组分，吸收塔和萃取塔则主要用于气体分离和液体分离，离心机和过滤机则用于固液分离，干燥机则用于将制品的水分去除。
二、化工设备的基础设计化工设备的基础设计要考虑到化学反应、物料传输、热传导和传质等多种因素。
首先，设备的体积要大到足够容纳反应物和产物，同时确保反应物能充分混合。
其次，设备的加热和冷却方式要具有良好的热传导性，既能保证设备内的温度均匀分布，又能保证加热和冷却的速度可以得到控制。
此外，设备的流动性能也是令人关注的问题，必须考虑到物料在设备中的传输速度，避免产生物料的淤积和结块等问题。
最后，还要注意设备的可靠性和安全性，避免发生意外事故。
三、化工设备基础设计中的关键因素化工设备基础设计中的关键因素包括物料特性、工艺流程、温度、压力、材料选择等方面。
首先，物料特性对于设备的选择和设计具有决定性的作用。
例如，对于粉状物料，需要考虑到粉尘的排放和防止物料出现结块等问题；对于易燃易爆的物料，则需要考虑到设备的安全性和防火措施。
其次，工艺流程也是化工设备基础设计中不可忽视的因素，必须考虑到工艺流程的稳定性和可操作性。
温度和压力也是影响化工设备基础设计的关键因素，必须仔细考虑。
最后，材料选择对于设备的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性等方面起着重要作用，需要进行精心的选择。
四、化工设备基础设计中的常见问题及解决方法在化工设备基础设计过程中，常见的问题包括设备的维修难度、生产周期和成本问题、设备的升级和改进等。
维修难度可能会影响设备的使用寿命和生产效率，因此需要在设计过程中考虑到设备的易维护性和耐用性。
化工设备基础设计规定
钢制立式圆筒形储罐基础的设计。 2. 设计钢制立式圆筒形储罐基础时，应取得下列资料：
a. 储罐直径、高度等几何尺寸、总重心标高、基础顶面中 心标高、罐底拱升值；
b. 储罐自重与物料重、物料名称与浓度（当物料有腐蚀性 时）、罐底温度；
7. 当地脚螺栓采用预留孔埋置时，预留孔边至基础边缘距离
不应小于100mm，预留孔低至基础底面不应小于100mm。 当不满足要求时，宜配置直径为6～8mm，间距为100～ 150mm的钢筋网。地脚螺栓底端至预留孔底的距离不得小 于50mm。详见图三。
2021/10/10
4
一般规定
2021/10/10
2021/10/10
23
槽、储罐类设备基础
(球罐基础) 4. 球罐基础计算应考虑下列荷载：
a. 永久荷载：球罐自重（包括保温重、支柱和拉杆重、附 件重）、基础自重、基础上的土重；分项系数取1.2。
b. 可变荷载：物料重、液压试验时的水重，分项系数取 1.2；风荷载、雪荷载，分项系数取1.4；雪荷载的罐顶 积雪分布系数取0.4。
注：坐标系的原点可设定在基础底板面角点。
2021/10/10
13
机泵类设备基础
5. 基础混凝土体积小于20m3时可不配表面构造钢筋；混凝 土体积为20~40m3时，应在基础表面配置直径为10mm 、 间距为200mm的钢筋网；混凝土体积大于40m3时，尚应 在基础四周和顶、底配置直径为10~14mm、间距为 200~300mm的钢筋网。
6. 基础底板悬臂部分应按强度计算配置上、下侧钢筋。当底 板悬臂长度小于底板厚度时，可不必配筋。
7. 地脚螺栓宜采用直钩式，埋置方法宜采用预留孔。
化工设备设计基础1
化工设备设计基础1简介化工设备设计是指根据化工工艺要求和生产需求，设计和选型合适的设备来完成化工生产过程的流程控制和物料转换。
本文将介绍化工设备设计的基础知识和要点。
设备选择在化工设备设计中，设备的选择是非常重要的一步。
设备的选择直接关系到工艺流程的效率和产品质量。
在选择设备时，需要考虑以下几个方面：1.设备类型：根据工艺要求和生产需求，选择合适的设备类型，如反应釜、分离塔、蒸发器等。
2.设备材质：根据工艺流程中涉及的物料特性和工艺条件，选择合适的设备材质，如不锈钢、碳钢、玻璃钢等。
3.设备尺寸：根据工艺要求和生产量需求，确定设备的尺寸，包括容积、直径和高度等。
4.设备性能：根据工艺要求，确定设备的性能指标，如压力、温度、流量等。
5.设备安全：考虑设备的安全性，包括防爆、防腐等措施。
设计要点在进行化工设备设计时，需要注意以下几个要点：1.流程原理：根据工艺流程的原理和要求，确定设备的结构和工作原理。
2.热力计算：根据工艺流程中的热力学参数，进行热力计算，确定设备的换热表面积、冷却剂流量等。
3.强度计算：根据设备的设计参数、材质和工艺条件，进行强度计算，确保设备能够承受正常工作条件下的压力和温度。
4.选型计算：根据设备的选型参数和工艺要求，进行设备的选型计算，确定合适的设备型号和规格。
5.安全设计：考虑设备使用过程中的安全问题，进行安全设计，包括防爆、防腐、泄漏检测等措施。
设计流程化工设备设计的流程一般包括以下几个步骤：1.工艺流程分析：对工艺流程进行详细分析，确定需要的设备类型和数量。
2.设备选型：根据工艺流程要求，选择合适的设备类型和型号。
3.设备尺寸计算：根据工艺要求和生产量需求，进行设备尺寸的计算和确定。
4.设备布局：根据工艺要求和现场条件，进行设备布局设计，确定设备的位置和安装方式。
5.设备细节设计：对设备的细节进行设计，包括结构设计、材料选择等。
6.强度计算：根据设备的设计参数和工艺条件，进行强度计算，确保设备的安全性。
(化工设备设计基础)在线作业一
1．第1题判断题 16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
标准答案：正确您的答案：正确题目分数：7此题得分：7.0批注：2．第2题判断题力偶没有合力，不能与一个力来代替，也不能用一个力来平衡。
标准答案：正确您的答案：正确题目分数：6此题得分：6.0批注：3．第3题判断题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。
标准答案：错误您的答案：错误题目分数：6此题得分：6.0批注：4．第4题判断题由于圆筒壳上任一点的第一曲率半径为无穷大，第二曲率半径为圆筒的半径，推广到一般情况，任意回转壳体的第二曲率半径都小于其第一曲率半径。
标准答案：错误您的答案：错误题目分数：7此题得分：7.0批注：5．第5题判断题物体在大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的两个力作用下必定处于平衡状态。
标准答案：正确您的答案：正确题目分数：6此题得分：6.0批注：6．第6题判断题碳素结构钢的牌号是由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。
标准答案：正确您的答案：正确题目分数：6此题得分：6.0批注：7．第7题判断题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。
标准答案：正确您的答案：正确题目分数：6此题得分：6.0批注：8．第8题判断题卧式圆筒形容器，其内无气体介质压力，只充满液体。
因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。
标准答案：错误您的答案：错误题目分数：6此题得分：6.0批注：9．第9题判断题在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。
标准答案：错误您的答案：错误题目分数：7此题得分：7.0批注：10．第10题判断题对于均匀腐蚀、氢腐蚀和晶间腐蚀，采取增加腐蚀裕量的方法，都能有效地解决设备在使用寿命内的腐蚀问题。
标准答案：错误您的答案：错误题目分数：7此题得分：7.0批注：11．第11题判断题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。
化工设备设计基础知识
化工设备设计基础知识1. 介绍化工设备设计是化工工程领域中至关重要的一部分。
它涉及到各种化工过程中所需的设备设计和选择，以满足生产需求并确保工艺的稳定和安全运行。
本文将介绍化工设备设计的基础知识，包括设备选择、设备设计准则、材料选择等。
2. 设备选择在化工设备设计过程中，选择合适的设备对于工艺的成功运行至关重要。
以下是一些常见的设备选择准则：•反应器：反应器是化工过程中最常见的设备之一。
它用于进行化学反应，并根据反应类型和条件选择适当的反应器。
常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。
•蒸馏塔：蒸馏塔用于分离液体混合物中的组分。
在选择蒸馏塔时，需要考虑混合物的组成、分离的目标和运行条件等。
•干燥器：干燥器用于脱除固体物料中的水分。
在选择干燥器时，需要考虑物料的性质、水分含量和所需的干燥程度等因素。
•离心机：离心机用于液固分离或液液分离。
在选择离心机时，需要考虑分离的目标、物料的性质和流量等。
3. 设备设计准则在进行化工设备设计时，需要遵守一些基本的设计准则，以确保设备的可靠性和安全性。
以下是一些常见的设备设计准则：•材料选择：选择适当的材料对设备的耐久性和性能至关重要。
常见的材料选择准则包括化学兼容性、温度和压力限制以及耐腐蚀性等。
•结构设计：设备的结构设计应考虑到其所需的强度和刚度。
常见的结构设计准则包括静态和动态负荷分析、应力和变形分析等。
•传热和传质：在化工过程中，传热和传质是非常重要的。
设备的传热和传质性能应根据所需的热流量和物质传递速率进行设计。
•安全性：设备的安全性设计是至关重要的一部分。
设备应考虑到防爆和泄露的风险，并采取适当的安全措施，如安全阀和泄漏检测设备等。
4. 设备维护和检修设备的维护和检修是确保设备长期稳定运行的关键。
以下是一些常见的设备维护和检修准则：•定期检查：定期检查设备的工作状况，包括检查设备的运行参数、润滑系统的工作状态和泄漏等。
•清洁和保养：保持设备的清洁和保养，包括定期清洁设备的内部和外部，检查阀门和管道的漏损等。
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？
《化工设备设计基础知识点》综合复习资料
《化工设备设计基础知识点》综合复习资
料
化工设备设计基础知识点综合复资料
一、化工设备设计的基本概念
- 设计定义：设计是以实现预定目标为目的，应用科学、技术
和艺术等知识，采用一定的方法，对物质形态、结构、功能、性能
等方面作出合理化设计的过程。
- 设计特点：系统性、前瞻性、综合性和开放性。
- 设计内容：包括研究内容、设计内容和计算内容。
- 设计过程：包括可行性研究、论证设计阶段和具体设计阶段。
- 设计程序：一般包括项目启动、立项、确定任务书、编制方案、决策审核、正式设计、施工及竣工验收等阶段。
二、化工设备设计的基本任务
- 确定工艺流程和原则；
- 选择适当的设备及设备组合；
- 设计和确定设备的主要参数和特性；
- 设计和确定工艺管道、仪表和控制系统；
- 对设备进行合理布局和装置。
三、化工设备设计的基本计算
- 物料平衡计算；
- 能量平衡计算；
- 设备传热计算；
- 设备传质计算；
- 设备机械运动学计算；
- 设备密封计算。
四、化工设备设计的基本参数
- 容积或表面积；
- 热交换系数；
- 流通面积及流速；
- 传质系数；
- 气体液体的毛细现象参数。
以上就是化工设备设计基础知识点的综合复习资料。
希望本资料能够为大家的学习提供帮助。
化工设备设计基础设计案例-文档资料
（3）充水质量m3 m3=Vg V=V对+V筒=30.42m3, m3＝30420 Kg （4）附件质量m4
人孔约200Kg，其它接管总和按
300Kg计，m4=500Kg
设备总重量
m=m1+m2+m3+m4=4950+2200
+30420+500=38070=38.1 t
每个鞍座承约受190KN负荷，选 用轻型带垫板，包角为120°的 鞍座。即
管公称直径小于80mm，不用补强。
(2)液氨出料管：
可拆压出管f25×3mm，用 法兰套在接口管f38×3.5mm内。 罐体接口管法兰： HG20592 法兰SO32-1.6 RF
16MnR。 连接尺寸和厚度与HG20592 法
兰SO32-1.6 RF 16MnR相同， 但内径25mm。
液氨压出管端部法兰(与氨输送 管相连)用HG20592 法兰 SO20-1.6 RF 16MnR。都不必 补强。压出管伸入贮罐2.5m。
JB／T4712-92鞍座 A2600一 F
JB／T4712-92鞍座 A2600一 S
4.人孔
常温及最高工作压力1.6MPa，按 公称压力1.6MPa的等级选取。
考虑人孔盖直径较大较重，水平 吊盖人孔。
人孔标记： HG21523-95 人孔RF Ⅳ（A·G）450-1.6
RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰 的材料为20R，
故取p=1.1x1.455=1.6MPa (表压)；
Di=2600mm；[]t＝170MPa(附录6)；
＝1.O(双面对接焊100％探伤，表(4-9)
C2=1mm
dd 2ptDipC2
取Cl＝0.8mm（表4-10），圆整取
化工设备设计基础--内压薄壁容器设计
化工设备设计基础–内压薄壁容器设计引言内压薄壁容器是化工设备中常见的一种结构，广泛应用于石油、化工、医药等行业。
其设计合理与否直接影响到化工设备的使用效果和安全性。
本文将介绍内压薄壁容器设计的基础知识和设计要点，以帮助读者更好地理解和掌握该方面的知识。
1. 薄壁容器的定义与分类薄壁容器是指在工作条件下，容器壁厚度相对较小，其内压应力主要由壁板引起的容器。
根据容器的形态可分为圆筒形、球形、圆锥形、矩形等多种类型。
根据容器的用途可分为储存容器、反应容器、传热容器等。
2. 内压薄壁容器的设计计算内压薄壁容器的设计计算主要包括以下几个方面：2.1 材料选择内压薄壁容器的材料选择至关重要，直接影响容器的强度和耐腐蚀性。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
在选择材料时，要充分考虑工作介质的性质和工艺条件。
2.2 壁厚计算壁厚是内压薄壁容器设计中的一个关键参数。
根据ASME（美国机械工程师协会）等标准，可以通过以下公式计算容器的最小壁厚：t = (P * r) / (S * F)其中，t为壁厚，P为设计压力，r为容器的内部半径，S为材料的允许应力，F为安全系数。
2.3 结构设计内压薄壁容器的结构设计需要考虑容器的强度和稳定性。
常用的结构形式有圆筒形、球形、圆锥形等。
在设计过程中，要合理选择结构形式，同时考虑容器的受力特点，确保容器在工作条件下能够承受住内压力的影响。
2.4 衬里设计针对一些特殊介质，内压薄壁容器常需要进行衬里设计。
衬里材料一般为耐腐蚀的塑料或橡胶材料，用于保护容器壁免受介质的侵蚀。
3. 内压薄壁容器的安全考虑内压薄壁容器的安全性是设计过程中必须考虑的重要因素。
下面介绍几个与安全相关的要点：3.1 压力容器的安全阀内压薄壁容器常常需要配备安全阀，用于控制容器内部的压力，一旦超过设计压力，安全阀就会自动打开释放压力，避免容器爆炸等事故的发生。
3.2 检漏装置为了及时发现容器的泄漏情况，常常需要在容器上设置检漏装置。
化工设备设计基础-1教材
R x F1x F2x F3x F4x R y F1y F2y F3y F4y
合力大小 R
R
2 x
R
2 y
方向 tg R y Rx
注意：原点随意选取，多取力的交点。X,Y向也可以任定， 按被解决问题方便确定。
CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律
2） 平面汇交力系的平衡条件 平衡条件
尺寸如图。设板AB的质量不计，求A处的约束反力及绳子BC的拉力。
解：a. 分析AB板受力情况，见图（a），绳子拉力T，圆球在D处的压力ND 以及铰链A处约束反力RA，RA方向可通过三力汇交一点而确定（非平行力系 下，三力的平衡体，三力必交于一点）。
这三个力均未知，尚需通过其它条件确定。
b. 分析圆球受力情况 ， 重力G，二个光滑面约束反力NE, ND‘,也是三
二端受到销钉的铰链约束反力，NB2, NC二者必然是等值、反向、共 线。根据作用力与反作用力定理并结合铰链B受力，可确定杆AB上
的约束反力NB1。 这样，我们就利用BC杆是二力杆这个条件，确定了销钉B给AB杆的
约束反力NB1的方向。至于NA方向，也可利用三力汇交一点定理来确 定。
CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律
化工设备设计基础
主讲教师：贺小华 尹侠
电话：58139953, Office: E607 南京工业大学机械与动力工程学院
2012年9月
教学安排:38+2(教学实验) 2周课程设计
绪论
绪论 吉林石化双苯厂苯胺装置发生爆炸实例
化工装置安全可靠性！
爆炸伤亡及带来的污染 后果严重！
绪论
过程设备是过程工业的支柱，我国已成为“世界工厂”， 制造业大国，但制造的水平相对落后，重大装备的国产化已 列入成为我国“十一五”发展的重点。
化工设备基础设计规定培训课件
化工设备基础设计规定培训课件1. 引言化工设备基础设计规定培训课件旨在帮助化工工程师和相关从业人员掌握化工设备基础设计的规定要求和技术要点。
本课件将介绍化工设备基础设计的相关知识、技术要求和设计流程，对于提高化工设备设计水平和工程质量具有重要意义。
在化工设备基础设计中，我们需要关注以下几个方面：1.设备的设计参数确定2.材料的选择和特性分析3.设备的结构和布局设计4.设备的流体力学和热力学分析5.设备的安全性和可靠性评估6.设备的施工和维护考虑本课件将按照以上方面的逻辑顺序，详细介绍化工设备基础设计的相关内容。
2. 设备的设计参数确定在进行化工设备基础设计前，首先需要确定设计参数。
设计参数是指影响设备设计和性能的各项关键参数，包括但不限于以下几个方面：1.设备的工作条件：包括温度、压力、流量等。
2.设备的工作介质：包括物质的性质、组分等。
3.设备的操作要求：包括操作方式、反应条件等。
4.设备的负荷要求：包括设备的容量、各项性能参数等。
设计参数的准确定义对于后续的设备设计和选择具有重要意义。
在确定设计参数时，需要详细分析工艺流程、工艺要求和设备所处的环境条件等因素。
3. 材料的选择和特性分析材料的选择和特性分析是化工设备基础设计中的一个重要环节。
不同的工作介质对材料的要求不同，因此需要根据工作介质的性质、温度、压力等因素选择合适的材料。
在进行材料的选择时，需要考虑以下几个因素：1.化学稳定性：材料需要在工作介质的条件下具有良好的耐腐蚀性能，避免发生物质与材料相互作用的情况。
2.物理性能：材料需要满足设备的结构和性能要求，具有足够的强度和韧性。
3.生产可行性：选择的材料需要易于加工和制造，以保证设备的质量和工艺稳定性。
材料的特性分析是对所选材料的性能进行详细评估和分析。
这包括对材料的机械性能、化学性能、热学性能等方面的测试和分析。
通过对材料特性的分析，可以更好地评估其适用性和可靠性。
4. 设备的结构和布局设计设备的结构和布局设计是化工设备基础设计中的关键步骤。
《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。
《化工设备设计基础概述》综合复习资料
《化工设备设计基础概述》综合复习资料化工设备设计基础概述化工设备设计是化学工程领域中的重要内容，它涉及到化工工艺的实际应用和操作。
本文将对化工设备设计的基础概念进行综合复，让读者对该领域有一个全面的了解。
设计原则化工设备设计的主要目标是确保设备在化工工艺中的正确操作和高效性能。
在设计一个化工设备时，需要考虑以下几个原则：1. 安全性：设备的设计必须符合安全标准，并考虑到可能出现的危险情况和应对措施。
2. 可靠性：设备应具备良好的可靠性，能够正常运行并保持一定的寿命。
3. 经济性：设备设计应尽量减少成本和资源的浪费，同时提高效率。
4. 可维护性：设备设计应方便维修和保养，减少停机时间和维修成本。
设备选择选择合适的设备是化工设备设计中的一个重要环节。
以下是一些选择设备的考虑因素：1. 工艺要求：根据化工工艺的要求，选择适应性强且满足需求的设备。
2. 材料选择：考虑要处理的物质对设备材料的耐腐蚀性和耐热性要求。
3. 设备尺寸：根据工艺流量和容量要求，选择适当尺寸的设备。
4. 能耗：考虑设备的能耗情况，选择节能效果好的设备。
设备设计步骤化工设备设计通常包括以下几个步骤：1. 确定设备需求：了解工艺要求和操作条件，确定设备的基本参数。
2. 设计计算：根据设备需求，进行各种计算，如热力学计算、流体力学计算等。
3. 设备选型：根据计算结果和选择因素，选取适合的设备。
4. 设备布置：确定设备在工艺流程图中的位置和相互关系，考虑操作便利性和安全性。
5. 绘制设计图：使用CAD软件等工具，绘制设备的设计图纸。
6. 完善设计：根据实际情况，进行设计的修改和完善。
7. 设备制造和安装：将设计图纸交给制造商进行设备制造和安装。
8. 设备调试和验收：进行设备的调试和验收，确保设备能够满足设计要求。
总结化工设备设计基础概述涵盖了设计原则、设备选择和设计步骤等方面。
通过深入了解化工设备设计的基本知识，能够为实际应用和操作提供有效的指导和支持。
参照化工设备设计基础 pdf
化工设备设计基础主要涉及以下几个方面：
1.设备分类：根据化工过程的特点，化工设备可以分为反应器、蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、离心机、
过滤机、干燥机等多个类型。
2.设备材料：设备材料必须具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性，以确保安全可靠。
常用的材料包括
碳钢、不锈钢、合金钢等。
3.结构设计：结构设计需要考虑设备的工艺要求、操作要求和安全要求。
例如，设备的结构应具有
足够的刚度和稳定性，能够承受内部压力和外部载荷，同时还要考虑设备的密封性能和热交换性能等。
4.工艺流程设计：工艺流程设计是根据生产工艺的要求，确定设备的工艺参数、操作条件和设备布
局等。
例如，对于反应器，需要确定反应温度、反应压力、物料流量和反应时间等参数。
5.控制系统设计：控制系统设计包括仪表选型、控制系统设计和安全控制系统设计等。
控制系统应
能够实现设备的自动化控制和安全控制，保证设备的正常运行和操作安全。
6.制造与安装：设备制造和安装应按照设计要求进行，确保设备的质量和性能。
制造和安装过程中
需要对设备进行质量检查和验收，确保设备符合设计要求。
7.操作与维护：设备的操作和维护应根据设备的使用说明书和操作规程进行，定期对设备进行检查
和维护，保证设备的正常运行和使用寿命。
总之，化工设备设计基础是一个综合性的过程，需要综合考虑多个因素，确保设备的安全性、可靠性和经济性。
- 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
1-1 力的概念及性质
（3）等效力系： 若两个力系分别作用于同一物体．它们所 产生的外效应相同，则这两个力系互为等效 力系。 （4）合力与分力、合成与分解： 若一个力与一个力系等效，则这个力是该 力系的合力，而该力系中的各个力为其合力 的分力。 合成：由力系求合力的过程。 分解：将合力转化成几个分力的过程。
1-1 力的概念及性质
（4）力的可合性与可分性 (力的平行四边形法则和力三角形法则)
注：合力具有唯一性。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-1 力的概念及性质
n D R F2 A m A F1 n C m m n F1 C B D F2 R
n
注：分力不具唯一性。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
因此根据第二个特性，力偶可用一旋转符号来 表示， 符号旁边注明力偶矩的 简写符号m，符号中的箭头表示 力偶的转向，如图所示。 m=12N.m 说明：以上特性只适用于刚体而不适用于变形体。 例如，图示的两个等效力偶，对梁的平衡没影 响，但对梁的变形效应却不一样。
R x = F1x + F2 x + L + Fnx = ∑ Fx R y = F1 y + F2 y + L + Fnx = ∑ Fy
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
3、平面汇交力系的合成
R = Rx + R y =
2 2
(∑ F ) + (∑ F )
2 x y
y T 60˚ O N G (b) x
解： ∑ F
∑F
x
=0
=0
T cos 60 o − N = 0
T cos 30 o − G = 0
(a )
(b)
y
N = T cos 60 o = 92.38 × 0.5 = 46.19 N
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
郑州大学化工与能源学院பைடு நூலகம்
化工设备设计基础
1-2 约束与约束反力
2、约束分类： （1）柔软体约束： 由绳索、胶带、钢丝绳等 柔性物体产生的约束。 约束反力的方向：沿着柔软体的中心线且 背离被约束的物体。
T
A
A
G
G 郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-2 约束与约束反力
（2）光滑面约束：一些光滑支承表面(如导轨、 托轮等)产生的约束。 光滑面约束反力的方向：沿着接触点的公 法线，并指向被约束的物体。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
第一篇 工程力学基础
构件 —必须满足以下三方面要求： 要有足够的强度： —构件抵抗外力对其破坏的能力。 要有足够的刚度： —构件在外力作用下不发生超出许可变形 的能力。 要有足够的稳定性： —构件在外力作用下能保持它原有几何形 状而不发生突然失去原形的能力。
郑州大学化工与能源学院
1-1 力的概念及性质
三力平衡汇交定理： 某刚体受三个力作用而处于平衡状态．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。
F1 A1
F3
A3
B
R A2
F2
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-2 约束与约束反力
1、概念： （1）自由体： 在空间能沿任何方向、不受限制的自由运 动的物体。 （2）非自由体或被约束体： 在某些方向上受到限制而不能完全自由运 动的物体。 （3）约束： 限制非自由体运动的物体。
Fy
B F
b′
Fx = F cos α
α
Fx
Fy = F sin α
投影：ab、a′b′
a′
A
a
b
(式中α是力F与x轴正向间的夹角) 投影正负符号规定:
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
2、合力投影定理
Rx = F1x + F2 x + F3 x R y = F1 y + F2 y + F3 y
2
tgα =
Ry Rx
∑F = ∑F
y
x
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
4、平面汇交力系的平衡条件
R=
(∑ F ) + (∑ F )
2 x y
2
=0
∑F ∑F
x y
=0 =0
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
例1-3 图中所示的球重G＝80N，用绳子悬挂 在光滑墙壁上，绳子与墙壁之间的夹角为 30°，试求绳子和墙壁对球的约束反力。
m = m1 + m2 + L + mn = ∑ mi
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
五、平面力偶系平衡条件 若物体在平面力偶系作用下处于平衡状态，则 合力偶矩必等于零。 即：
∑m
i
=0
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
一、力的概念 力是物体之间的相互机械作用。 1、力的两种效应： 使物体的运动状态发生改变—外效应。 使物体产生变形—内效应。 2、刚体： —在外力作用下不变形的物体。 刚体只考虑力的外效应。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-1 力的概念及性质
3、力的三要素： 力的大小、方向和作用点（线）
郑州大学化工与能源学院
30N 400mm 200mm 60N
30N
60N
m=12N.m
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
由力偶的等效性，还可以推出力偶两个重 要特性： 1、力偶可在其作用平面内任意转移(包括移 动和转动)，而不改变该力偶对物体的作用； 2、在保持力偶矩大小和转向不变的条件下， 可以任意改变力偶中的力和力偶臂的大小不影 响它们对物体的作用。
一、力矩
v M 0 (F ) = ± Fl
单位:牛顿米（Nm）或千牛顿米（kNm） 力矩正负规定：逆时针为正，顺时针为负
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
二、力偶与力偶矩 力偶： 由两个大小相等、方向相反，作用线不重 合的力组成的力系。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
l
o
B
h
F
A F`
Fx
F`x
x
2、力偶的转动效应与矩心的位置无关
M 0 (F ) + M 0 F ' = − F 'l + F (h + l ) = Fh = m
郑州大学化工与能源学院
( )
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
3、力偶的等效性： 等效力偶：力偶矩的大小相等、转向相同， 则产生的转动效应必相等。此二力偶为等效力 偶。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
四、平面力偶系的合成
F1 h1 F2h2 , P2 = h h Fh F h m = Rh = (P1 − P2 )h = 1 1 − 2 2 h = F1 h1 − F2 h2 = m1 + m2 h h P1 =
C F2 B R F3 D F4
F5
A (b)
O F4 (a)
F1
F5
n v r v v v R = F1 + F2 + L + Fn = ∑ Fi i =1 r n v R = ∑ Fi = 0 —平衡条件
i =1
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-4 平面汇交力系的合成与平衡条件
二、平面汇交力系合成的解析法与平衡条件 1、力在坐标轴上的投影
化工设备设计基础
主讲教师: 开课院系: 方书起 袁振伟 化工与能源学院 过程装备与控制系
化工设备设计基础
本课程内容组成： 工程力学基础 薄壁容器设计 典型化工设备设计 本课程目的： 掌握必要的力学基础知识 初步具备压力容器和化工设备的设计能力
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
上课要求： 上课不能迟到（不早退、不旷课）； 作业按时独立完成； 上课关闭手机； 上课禁止吃东西。 成绩评定：
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
力偶臂： 两力之间的垂直距离 v v 力偶矩 m ( F , F ′) ：
m = ± Fh = ± F ′h
单位： 牛顿米（Nm）或千牛顿米（kNm）
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
三、力偶的性质 1、力偶无合力
y F` F h
化工设备设计基础
第一篇 工程力学基础
工程力学的任务: —研究构件的强度、刚度和稳定性问题。 主要内容 研究构件的受力情况及平衡条件，进行受力 大小的计算。 研究构件的受力变形与破坏规律，进行构件 的强度，刚度和稳定性计算。
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
第1章 构件的受力分析
（7~8学时）
N
NA
NB
郑州大学化工与能源学院
化工设备设计基础
1-2 约束与约束反力
（3）圆柱铰链约束