化工設備機械基礎總結

化工設備機械基礎

課程總結

一、課程介紹

1、篇章概述1）化工機械力學基礎

化工機械力學基礎的任務就是研究構件在外力的作用下的變形和破壞規(guī)

律，為設計構件選擇適當的材料和尺寸，以達到強度、剛度和穩(wěn)定性要求，使設備滿足適用、安全和經濟的原則，而提供必要的基礎理論知識。主要從以下兩個方面來學習：1、研究構件的受力的情況，進行受力大小的計算；2、研究材料的力學性能和構件的受力變形與破壞規(guī)律，進行構件強度、剛度或穩(wěn)定性的計算。2）化工機械材料基礎

化學工業(yè)是國名經濟的基礎產業(yè)，各種化學生產工藝的要求不盡相同。如壓力從常壓到高壓甚至到超高壓，溫度從低溫到高溫，以及腐蝕性、易燃、易爆物料等，是設備所運行的極其復雜的操作條件。由于不同的生產條件對設備材料有不同的要求，因此，合理選擇材料是設計化工設備的主要環(huán)節(jié)。

材料的性能包括材料的力學性能、物理性能、化學性能和加工性能等。力學性能是金屬材料在外力作用下抵抗變形或破壞的能力，如強度、硬度、彈性、塑性、韌性等。這些性能是化工設備設計中材料選擇及計算時決定許用應力的依據。3、壓力容器與化工設備

在化工廠中，可以看到許多設備，有的用來貯存物料，例如各種貯存罐、計量罐、高位槽；有的進行物理過程，例如換熱器、蒸餾塔沉降器、過濾器；有的用來進行化學反應，例如聚合釜、反應器、合成爐。這些設備雖然尺寸大小不一，形態(tài)結構各異，內部構件形式更是多種多樣，但是他們都有一個外殼，這個外殼就稱為容器。容器的結構有筒體、封頭、法蘭、人孔、支座、接口管、液面計等。因此，了解各個結構的形式性能，選擇合適的零件，使容器能夠滿足工藝要求至關重要。

4）機械傳動與化工機器

化工生產中，所用的機器種類很多，但任何一部機器都是由原動機、工作機和傳動部分組成的。將原動機的能量能夠有效用于工作機，還需要一個中間環(huán)節(jié)，即組成傳動機構的傳動裝置。因此，了解傳動是機器能更好的運行時需要的。

2、課程學習目標

（1）掌握對化工設備中的受力構件進行強度、剛度和穩(wěn)定性計算的基本理論和方法。

（2）能為常用化工設備合理地選擇材料。（3）掌握化工設備通用零部件的選用方法。（4）了解壓力容器監(jiān)察管理法規(guī)。3、課程特點

我國從上個世紀８０年代開始將分散在不同課程中的機械知識綜合成《化工設備機械基礎》課程，其主要特點有以下幾點：

（１）高度的綜合性本課程內容包括靜力學、材料力學、化工設備材料、化工容器、化工設備和課程設計，內容十分豐富。

（２）內容的選取著眼于適合化工、輕工等絕大多數非機械類專業(yè)的教學要求、針對性強，立足于加強基礎和學以致用。

（３）密切聯(lián)系生產實際，實踐性強二、學習內容總結

第一篇化工機械力學基礎、

通過學習，我對力學的基本概念有了更深入的了解，掌握了力、約束和約束反力、剛體、平

衡、力矩、力偶、力的平移、平面力系的簡化和合力矩定理等基本概念；能熟練畫出力物體的受力圖；會列平面力系的平衡方程并求解平衡系統(tǒng)的約束反力；掌握了直桿軸向拉伸及壓縮的內力和應力的求解及直桿軸向拉伸和壓縮時的變形的求解；了解應力集中的概念并掌握了剪切與擠壓的實用計算；掌握了扭轉的概念和實例及扭轉時外力和內力的計算；掌握了圓軸扭轉時的強度條件、變形和剛度條件；掌握了彎曲的概念和實例、剪力和彎矩的求解及會作剪力圖和彎矩圖；掌握了純彎曲時梁橫截面上的正應力概念并會計算慣性矩；掌握了彎曲正應力的強度條件；掌握了純彎曲時梁橫截面上的切應力概念、梁的彎曲變形及高粱彎曲強度和剛度措施。

第二篇化工機械材料基礎掌握了廣義虎克定律、強度理論及材料的疲軟性能；掌握了化工機械常用材料，如碳鋼、鑄鐵、低合金鋼、化工設備特種鋼、有色金屬、非金屬材料的成分、牌號、性能及用途；掌握了化工材料的腐蝕與防護及化工材料的防腐設計。

第三篇壓力容器與化工設備掌握了容器的結構與分類；掌握了內壓薄壁容器的設計、薄壁容器的幾何特征及內壓薄壁容器的應力分析；掌握了容器的壓力試驗；掌握了內壓容器封頭的設計；掌握了外壓容器球殼與凸形封頭設計，了解加強圈的作用及結構；掌握了容器零部件，如法蘭、容器支座、開孔補強、接管、視鏡、人孔和手孔、視鏡、設備吊耳；掌握了塔設備，如板式塔、填料塔的結構及用途；掌握了攪拌器類型、如何選用及附件

第四篇機械傳動與化工機器

了解了帶傳動的類型、結構、特點；了解了齒輪傳動的特點和分類；了解了蝸桿傳動的組成、特點和類型等等三、學習感悟

化學工業(yè)在國民經濟中占有重要地位，它與農業(yè)、工業(yè)、國防以及人民的衣食住行都有極為密切的關系。因為工藝是通過設備實現的，所以化工設備在化學工業(yè)中起著相當重要的作用。選擇合理的設備對工藝來說十分重要，因而我們要懂設備，懂設備選型、選材及設備的設計等。這對我們將來要從事的化工方面的工作極為重要。

通過課程總結，我才發(fā)現原來在潛移默化中，我學到了這么多的東西。為次，我非常感謝教我們的羅老師。在到山西醫(yī)藥化工有限公司實習經歷，讓我深刻的感觸到了，我們所學知識的用處很廣，不同的生產需要不同的滿足生產需要的設備，每個設備的外形、結構、附件都各不同，因此，需要我們了解并掌握機械方面的知識，來為我們的職業(yè)服務。在實習廠，我見到了各種法蘭、封頭、人孔、視鏡、反應設備、塔設備、換熱器等，我發(fā)覺自己很夠認出它們，并知道它們的作用是什么、怎么選用等等。當親眼見到這些實物時，我不禁想起了課堂上學的點點滴滴，因此，我發(fā)自內心的感謝羅老師的教導。

當然我也發(fā)現了自己學習中的不足，不能夠將理論跟實踐很好的聯(lián)系起來。比如，當看到

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《化工設備機械基礎》總結

第一篇力學基礎

一、能正確畫出受力圖，會進行受力分析；能用平衡方程求解未知數；力矩、力偶的概念，力偶的性質？二、1.彈性變形、塑性變形的概念？應力集中的概念？虎克定律表達式及其適用條件。塑性材料與脆性材

料？其許用應力各怎樣確定？塑性材料與脆性材料在力學性能方面的區(qū)別？材料在高溫及低溫下應用時各應注意什么問題？

2.能畫出低碳鋼的拉伸應力應變曲線示意圖，簡要說明各個階段的名稱以及各種極限應力的名稱。在整個試驗過程中能測出反映材料力學性能的不同指標，其中表示強度性能、彈性性能、塑性性能的指標各有哪些？

三、掌握受拉（壓）桿件的強度計算；

四、構件受什么樣的力將產生剪切變形？常見連接件如銷釘連接、鍵連接等工作時將產生什么變形？五、構件受什么樣的力產生彎曲變形？梁彎曲時截面上的應力情況？應力分布圖。中性層、中性軸的概念。

會畫簡單受力梁的剪力圖及彎矩圖，掌握受彎梁的強度計算及常用截面的軸慣性矩及抗彎截面模量，梁彎曲時的正應力分布規(guī)律，梁的合理截面。

AE第二篇壓力容器

一、1.鐵素體、奧氏體、珠光體、滲碳體、馬氏體的概念。

2.含碳量對碳鋼機械性能的影響如何？什么是退火和正火、淬火和回火？各自的目的？鋼的常規(guī)熱處理工藝一般有哪些？

3.化工常用鋼材Q235－AF、Q235－B、10、20R、45、16MnR、15MnVR、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10等各屬于哪類鋼（碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼）？鋼號中的字母、數字各表示什么意思？

4.不銹鋼主要的合金元素有哪些？各有什么作用？不銹鋼為什么含碳量都很低？

5.灰鑄鐵和球墨鑄鐵性能上有何差異?產生差異的原因是什么？HT150、QT400-17中字母、數字的意義？什么是黃銅？白銅？青銅？三、回轉曲面、第一曲率半徑、無理距理論、邊緣應力的概念？邊緣應力產生的原因？一般出現在何處？微體平衡方程式和區(qū)域平衡方程式的表達式？鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個易裂？容器的公稱直徑是哪個直徑？法蘭、支座等的公稱直徑指的是哪個直徑？

四、掌握內壓容器的設計計算（筒體、封頭），計算式中各參數的選取，筒體的水壓試驗校核；容器進行壓

力試驗的目的是什么？容器的最小壁厚是根據什么條件確定的？橢圓封頭、碟形封頭、折邊錐形封頭各由幾部分組成？為什么要加直邊？標準橢圓封頭的基本參數如何？為什么這樣規(guī)定？

五、外壓容器的失穩(wěn)破壞，臨界壓力的概念，影響外壓圓筒臨界壓力的因素有哪些？長圓筒、短圓筒的概

念，用高強鋼代替一般碳鋼制造外壓容器，能否提高其穩(wěn)定性？為什么？外壓容器加加強圈有什么作用？

掌握外壓容器的穩(wěn)定性計算（筒體、封頭、加強圈），計算式中各參數的取法。

六、壓力容器法蘭有哪幾類？容器法蘭密封面有哪幾種形式？各自特點？容器法蘭的公稱直徑是哪個直

徑？容器法蘭的公稱壓力是如何定義的？會查表10-10。法蘭標記中各參數的含義？七、容器開孔補強的目的是什么？常用的補強結構有哪幾種？各有什么特點？用于什么場合？八、鞍座一般用兩個，兩個支座一樣嗎？鞍座包角的度數？鞍座標記中各參數及數字的含義？

第三篇典型化工設備

一、常用的管殼式換熱器有哪幾種？各自的特點？管子與管板的連接方式有哪幾種？膨脹節(jié)、折流板的作

用？折流板常用哪種方式固定？

二、板式塔塔盤按結構特點可分為哪兩種？各用于什么情況？整塊式塔盤如何固定？分塊式塔盤如何固定？

塔頂吊柱的作用？塔設備采用什么支座？

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