化工设备机械基础第一、二章.pptVIP

化工设备机械基础 张 茂 润 安徽理工大学化工学院 化工机械的概念: 为保证化工生产连续进行的所有设备与机器的总称。 设备的的概念: 在化工产品生产过程中用于进行化学反应、传质、传热、分离、结晶和贮存物料等装置。常用的化工设备其结构见图(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 。 机器的概念: 在化工产品生产过程中用于为各种流体提供动力的装置(如各种泵、压缩机、风机等)。 设备与机器的区别： 研究对象：化工设备的设计理论、设计的基本程序和方法 及设计结果的正确表达。 化工容器的概念： 所有化工设备外部壳体的总称。是设计一切化工设备的基础。 化工容器的结构： 筒体、封头、附件（法兰、支座、人孔、手孔等） 化工容器设计的主要内容： 筒体、封头的强度、刚度、稳定性计算，结构设计；附件选型。 化工容器的设计是设计一切化工设备的基础。 一、 化工容器的分类 (1) 按几何形状分类 矩形容器（优、缺点） 圆筒形容器（优、缺点，应用最广） 球形容器（优、缺点）、锥形容器（优、缺点） (2) 按承压性质分类 外压容器的概念： 内压容器：常压容器、低压容器(L)、中压容器(M)、 、高压容器(H)、超高压容器(U)。 (3)按材料分类 金属制容器、非金属制容器。 研究对象：钢制的、典型的、常见的中、低、常压容器的 设计。 容器又分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。 二、零、部件设计的机械要求 (1) 具有一定的强度 防止构件在外力作用下被破坏。 (2) 具有足够的刚度 防止构件在外力作用下发生过大变形。 (3) 具有充分的稳定性 防止构件在外力作用下失去自身几何的形状。 (4)具有一定的耐久性 构件具有的使用寿命10-12年。 (5)具有良好的密封性 防止构件发生泄漏。 三、零、部件标准化的意义 (1) 有利于产品的批量生产、提高产品的质量、降低产品的价格等。 (2) 有利于零、部件之间的互换，提高劳动效率，降低劳动强度。 (3)有利于世界各国之间的技术交流。 四、零、部件标准化的基本参数 (1)公称直径DN 卷制的圆筒: DN = D i (内径 ) 管制的筒体: DN = Do (管子的外径) 钢管: DN ≠管子内、外径 (2)公称压力PN 将化工容器承受的压力划分为若干个标准的压力等级，这一压力等级称为公称压力。 公称压力P N (M Pa) 公称压力的确定：由化工容器的工作压力向标准的压力等 级取值。要求：掌握上述基本参数，并会确定其值。 应用举例： 需要设计一台体积为20 的液氨贮罐，若液氨的工作压力为1.6 ; 罐体的长径比为 ， 试确定贮罐的 。 解:（1）罐体的 确定 将罐体视为筒体，取 ，由 得： =1.996（m）， 圆整 , 罐体 （2）罐体 的确定 因操作压力 ＝1.6 ， = 1.6 第一章 化工设备常用金属材料的基本性能 本章要求： 一、了解金属材料的基本性能(重点:机械、耐腐蚀性能)； 二、掌握化工设备常用金属材料牌号的意义及用途； 三、了解提高和改善碳钢机械性能和加工性能的方法 化工生产的特点：高温、高压、强腐蚀。 1.1 金属材料的基本性能 一、机械性能（重点） (1) 机械强度 概念、强度指标（σ s、σ b） (2) 弹塑性 弹塑性指标（E、δ、Ψ）、制造化工容器 使用材料的δ≥20%。 (3) 冲击韧性α K 制造化工容器使用材料的α K ≥24 Kg m/cm2 (4) 硬度 概念、布氏硬度HB、洛氏硬度 HR的测试方法及应用。 (5)碳钢在高温下的机械性能 强度、弹塑性、冲击韧性、硬度的变化 蠕变现象： (6)碳钢在低温下的机械性能 强度、弹塑性、冲击韧性、硬度的变化 冷脆现象: 二、材料的耐腐蚀性能（重点） 耐腐蚀性能的概念: 衡量