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过程设备设计知识点总结 郑津洋

过程设备设计知识点总结 郑津洋
过程设备设计知识点总结 郑津洋

1试推导内压薄壁球壳的厚度计算公式。(10分)

πδσ相等。对于薄壳体,

必与轴向内力D?

可近似认为内直径i D等与壳体的中面直径D

πδσ

=D?Array

由此得

σ

由强度理论知<=φ[]t

由上式可得

2封头和筒体连接处存在不连续应力,但破口却在筒体中部,试解释其原因

封头和筒体连接处虽然存在不连续应力,但连接处会产生变形协调,导致材料强化;而筒体中部应力与所受压力成正比,随着压力的增大应力迅速增大,所以破口出现在筒体中部

3什么是焊接应力?减少焊接应力有什么措施?

答:焊接应力是指焊接过程中由于局部加热导致焊接件产生较大的温度梯度,因而在焊件内产生的应力。为减少焊接应力和变形,应从设计和焊接工艺两个方面采取措施,如尽量减少焊接接头的数量,相等焊缝间应保持足够的间距,尽可能避免交叉,焊缝不要布置在高应力区,避免出现十字焊缝,焊前预热等等)

4预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么?

答:通过压缩预应力,使内层材料受到压缩而外层材料受到拉伸。当厚壁圆筒承受工作压力时,筒壁内的应力分布由按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成,内壁处的总应力有所下降,外壁处的总压力有所上升,均化沿筒壁厚度方向的应力分布,从而提高圆筒的初始屈服压力。

5对于外压圆筒,只要设置加强圈就可提高其临界压力。对否,为什么?采用的加强圈愈多,圆筒所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。对否,为什么?

答:对于承受外压的圆筒,短圆筒的临界压力比长圆筒的高,且短圆筒的临界压力与其长度成反比。故可通过设置合适间距的加强圈,使加强圈和筒体一起承受外压载荷,并使长圆筒变为短圆筒(加强圈之间或加强圈与筒体封头的间距L

L D很小时,短圆筒可能变为刚性圆筒,此时圆筒设置加强圈将增加制造成本;而且,当/

o

的失效形式已不是失稳而是压缩强度破坏,此时再设置额外的加强圈已无济于事。因此,加强圈的数量并不是越多越好,应当设计合理的间距。

6压力容器设计时为什么必须要考虑开孔的补强问题?压力容器接管补强结构主要有哪几种形式?试画图说明。

答:(1)开孔以后,除削弱器壁的强度外,在壳体和接管的连接处,因结构的连续性被破坏,会产生很高的局部应力,给容器的安全操作带来隐患。

(2)补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强。

补强圈补强厚壁接管补强整锻件补强

7简述爆破片的作用,并与安全阀相对比,简述其特点

答:爆破片是一种断裂型安全泄放装置,爆破片在标定爆破压力下发生断裂来达到泄压目的,泄压后爆破片不能继续有效使用,容器也就被迫停止运行。与安全阀相比,它有两个特点:一是密闭性能好,能作到完全密封;二是破裂速度快,泄压反应迅速。

8《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器(ABCD)

A 最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力);

B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m;

C 容积(V)大于等于0.025m3;

D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

9压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。

(错,缺密封装置)

20.塔设备由那几部分组成?

塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱

10.韧性破坏和脆性破坏有什么区别?哪种破坏的危险性更大?

韧性断后有肉眼可见的宏观变形,断口处厚度显著减薄;没有碎片,或偶尔有碎片;按实测厚度计算的爆破压力与实际爆破压力相当接近。

脆性断裂时容器没有鼓胀,即无明显的塑性变形;在较低应力状态下发生,其断口齐平,并与最大应力方向垂直;断裂的速度极快,常使容器断裂成碎片。产生的危害较韧性断裂更大。

11.试比较安全阀和爆破片各自的优缺点?在什么情况下必须采用爆破片装置?

(1)安全阀:安全阀的作用是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。其优点是仅排放容器内高于规定值的部分压力,当容器内的压力降至稍低于正常操作压力时,能自动关闭,避免一旦容器

超压就把全部气体排出而造成浪费和中断生产;可重复使用多次,安装调整也比较容易。但密封性能较差,阀的开启有滞后现象,泄压反应较慢。

(2)爆破片:爆破片是一种断裂型安全泄放装置,它利用爆破片在标定爆破压力下即发生断裂来达到泄压目的,泄压后爆破片不能继续有效使用,容器也被迫停止运行。虽然爆破片是一种爆破后不重新闭合的泄放装置,但与安全阀相比,它有两个特点:一是密闭性能好,能做到完全密封;二是破裂速度快,泄压反应迅速。因此,当安全阀不能起到有效保护作用时,必须使用爆破片或爆破片与安全阀的组合装置。(3)在以下场合应优先选用爆破片作为安全泄放装置:①介质为不洁净气体的压力容器;②由于物料的化学反应压力可能迅速上升的压力容器;③毒性程度为极度、高度危害的气体介质或盛装贵重介质的压力容器;

④介质为强腐蚀性气体的压力容器

12.压力试验的目的是什么?为什么要尽可能采用液压试验?

对于内压容器,耐压试验的目的是:在超设计压力下,考核缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成渗漏,检验密封结构的密封性能。

对于外压容器,在外压作用下,容器中的缺陷受压应力的作用,不可能发生开裂,且外压临界失稳压力主要与容器的几何尺寸、制造精度有关,跟缺陷无关,一般不用外压试验来考核其稳定性,而以内压试验进行“试漏”,检查是否存在穿透性缺陷。

由于在相同压力和容积下,试验介质的压缩系数越大,容器所储存的能量也越大,爆炸也就越危险,故应选用压缩系数小的流体作为试验介质。

13.化工压力容器焊接结构设计的基本原则是什么?

A 尽量采用对接接头。

B 尽量采用全熔透的结构,不允许产生未熔透缺陷。

C 尽量减少焊缝处的应力集中。

14.平封头焊接区附近开一个环行槽,其目的是什么,根据是什么?

目的是把角接接头改为对接接头,同时降低两个焊接件之间的刚度差,增强变形协调能力,减小焊接造成的不连续应力。

15.设计双鞍座卧式容器时,支座位置应该按照那些原则确定?试说明理由。

○1根据JB4731规定,取A小于等于0.2L,因为当A=0.207L时,双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等,使两个截面保持等强度。

○2当A满足小于等于0.2L时,最好使A小于等于0.5Rm(Rm为圆筒的平均半径)。这是因为支

座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。

16.换热设备有哪几种主要形式?

按换热设备热传递原理或传热方式进行分类,可分为以下几种主要形式:

①直接接触式换热器利用冷、热流体直接接触,彼此混合进行换热。

②蓄热式换热器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。

③间壁式换热器利用间壁(固体壁面)冷热两种流体隔开,热量由热流体通过间壁传递给冷流体。

④中间载热体式换热器载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环,在高温流体换热器中吸收热量,在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。

17.管壳式换热器主要有哪几种形式?

①固定管板式:结构简单,承压高,管程易清洁,可能产生较大热应力;适用壳侧介质清洁;管、壳温差不大或大但壳侧压力不高。

②浮头式:结构复杂,无热应力、管间和管内清洗方便,密封要求高。适用壳侧结垢及大温差。

③U形管式:结构比较简单,内层管不能更换;适用管内清洁、高温高压。

④填料函式:结构简单,管间和管内清洗方便,填料处易泄漏;适用4MPa以下,温度受限制。

18.换热管与管板有哪几种连接方式?各有什么特点?及使用场合

①强度胀特点:保证密封与抗拉脱强度,无缝隙;使用场合:设计压力≦0.4MP,设计温度≦300℃;操作中无剧烈震动及过大温度,无明显应力腐蚀场合。

②强度焊特点:保证密封与抗拉脱强度,加工制造简单,能在高温下工作;有缝隙,存在焊接残余热应力;场合:除了有较大振动和间隙腐蚀场合,可用于任何场合

③胀焊并用特点:先焊后胀,至少保证其中之一抗拉脱;场合:密封性能要求高,承受振动及疲劳载荷,有间隙腐蚀,需采用复合管板的场合

19.换热器的防振措施

A减少壳程流量或降低横流速度;

B 改变管子的固有频率;

C增设消声板在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板;

D抑制周期性旋涡在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条;

E 设置防冲板或导流筒

21.塔设备设计中,哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性?

(1)裙座底部截面及孔中心横截面是危险截面;

(2)筒体与群座连接处的横截面

22降低局部应力措施

1,减少两连接件刚度差

2,尽量采用圆弧过渡

3,局部区域补强

4,选择合适的开孔方位

23.简述计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度之间的关系。

计算厚度是按有关公式采用计算压力得到的厚度。

设计厚度是计算厚度与腐蚀裕量之和。

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。

有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材负偏差。

8.压力容器的常规设计法和分析设计法有何主要区别?

常规设计:

(1)常规设计将容器承受的“最大载荷”按一次施加的静载荷处理,不涉及容器的疲劳寿命问题,不考虑热应力。

(2)常规设计以材料力学及弹性力学中的简化模型为基础,确定筒体与部件中平均应力的大小,只要此值限制在以弹性失效设计准则所确定的许用应力范围之内,则认为筒体和部件是安全的。

(3)常规设计规范中规定了具体的容器结构形式。

分析设计:

(1)将各种外载荷或变形约束产生的应力分别计算出来,包括交变载荷,热应力,局部应力等。

(2)进行应力分类,再按不同的设计准则来限制,保证容器在使用期内不发生各种形式的失效。

(3)可应用于承受各种载荷、任何结构形式的压力容器设计,克服了常规设计的不足。

24 管壳式换热器中设置折流板目的

○1提高壳程流体流速,增强湍动程度,使壳程流体垂直冲刷管束,改善传热,增大壳程流体的传热系数,同时减少结垢;

○2卧式换热器中起到支撑管束的作用。

25弹性薄板小挠度理论基本假设

○1连续性、均匀性、各向同性

○2板弯曲时其中面保持中性

○3平行于中面的各层材料互不挤压

(完整版)厦大材料科学基础知识点总结

第一章原子结构和键合 原子中一个电子的空间和能量的描述 (1)主量子数ni:决定原子中电子能量和核间平均距离,即量子壳层,取正整数K、L、M、N、O、P、Q (2)轨道动量量子数li:给出电子在同一量子壳层内所处的能级(电子亚层),与电子运动的角动量有关,s,p,d,f (3)磁量子数mi:给出每个轨道角动量数或轨道数,决定原子轨道或子云在空间的伸展方向 (4)自旋角动量量子数si:表示电子自旋的方向,取值为+1/2 或-1/2 核外电子的排布规律 (1)能量最低原理:电子总是占据能量最低的壳层,使体系的能量最低。而在同一电子层,电子依次按s,p,d,f的次序排列。 (2)Pauli不相容原理:在一个原子中不可能有运动状态完全一样的两个电子。因此,主量子数为n的壳层,最多容纳2n2电子。 (3)Hund原则:在同一个亚能级中的各个能级中,电子的排布尽可能分占不同的能级,而且自旋方向相同。 原子间的键(见作业) 第二章固体结构 晶体结构的基本特征:原子(或分子、离子)在三维空间呈周期性重复排列。即存在长程有序。性能上两大特点:(1)固定的熔点;(2)各向异性 空间点阵的概念将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点(阵点)即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列—空间点阵特征:每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境 晶胞:代表性的基本单元(最小平行六面体) 选取晶胞的原则: Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性; Ⅱ)平行六面体内的棱和角相等的数目应最多; Ⅲ)当平行六面体的棱角存在直角时,直角的数目应最多; Ⅳ)在满足上条件,晶胞应具有最小的体积。 晶体结构与空间点阵的区别: 空间点阵是晶体中质点的几何学抽象,用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性,由于各点阵的周围环境相同,只有14种。 晶体是指晶体中实际质点(原子、离子和分子)的具体排列情况,它们能组成各种类型的排列,因此,实际存在的晶体结构是无限的。 晶带 所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个“晶带”。此直线称为晶带轴,所有的这些晶面都称为共带面。晶带轴[u v w]与该晶带的晶面(h k l)之间存在以下关系 hu+kv+lw=0 ————晶带定律 凡满足此关系的晶面都属于以[u v w]为晶带轴的晶带

过程设备设计

1压力容器主要由哪几部分组成分别起什么作用 压力容器由筒体,封头密封装置,开孔接管,支座,安全附件六大部件组成。筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用:保证承压容器不泄漏开孔接管的作用:满足工艺要求和检验需要支座的作用:支撑并把压力容器固定在基础上安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量,控制工作介质的参数 2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时,为什么不仅要根据压力高低,还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类: 压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关:体积越大,压力越高,则储存的能量越大,发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的,所以要这样划分. 3压力容器用钢的基本要求 较好的强度,良好的塑性,韧性,制造性能和与介质的相容性 4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成,使塑性和韧性降低,磷能提高钢的强度,但会增加钢的脆性,特别是低温脆性,将硫磷等有害元素控制在较低的水平,就能大大提高钢材的纯净度,可以提高钢材的韧性,抗辐射脆化能力,改善抗应变时效性能,抗回火脆性和耐腐蚀性能 设计双鞍座卧式容器时,支座位置应该按照哪些原则确定试说明理由。 答:根据JB473规定,取A小于等于,否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=时,双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等,使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷,所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于。 当A满足小于等于时,最好使A小于等于。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。

过程设备设计期末知识总结

1.压力容器导言 1.1压力容器总体结构 1.2压力容器分类 (1)按压力等级分 低压:0.1—1.6MPa 中压:1.6—10MPa 高压:10—100 MPa 超高压:大于100MPa (2)按容器在生产中的作用分:反应换热分离储存 (3)按安装方式分类:固定式压力容器移动式压力容器 (4)按安全技术管理分类:第一 / 二 / 三类压力容器 1.3压力容器规范标准 (1)GB150:中国第一部压力容器国家标准——设计压力:不大于35MPa 的钢制压力容器,设计温度:零下196摄氏度至蠕变限用温度;管辖范围:壳体本体、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、法兰链接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面。 (2)JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》:第一部压力容器分析设计的行业标准 2.压力容器应力分析 承受压力:中低内压力(0.1MPa ~10MPa);壁厚:薄壁(径比K ≤ 1.2);结构:回转壳体。 2.2回转薄壳应力分析 2.2.2 回转薄壳的无力矩理论:基本要素 (1)轴对称问题是指壳体的几何形状、约束条件和所受的外力都是对称于旋转轴的。 (2)几种常见壳体的几何特征 (a )圆柱壳:∞=1R ,R2=R=r (b )球壳:R R R ==21?sin R r = 2.2.3无力矩理论基本方程

(1)基本假设(假设壳体是完全弹性体) 小位移假设:壳体受力变形前后,壳体上各点位移量远小于壁厚尺寸,属于弹性小变形。 直法线假设:(可忽略微元体中的剪力) 互不挤压假设:平行于中间面的各层纤维在变形前后均互不挤压,简化成平面应力问题。(不 计法向应力) 无力矩假设:回转薄壳中弯矩很小,可忽略壳壁中的弯矩影响,使壳体的应力分析大为简化。 (微元体仅受拉压力和剪力) (2)壳体微元体的取出 ①一对壳体内外表面; ②一对经向截面(也称经线截面); ③一对与经线相正交的圆锥面(也称纬向截面或纬线截面)。 (3)微元平衡方程(拉普拉斯方程) t p R R =+21θ?σσ (4)区域平衡方程 2.2.4无力矩理论的应用——承受液体内压的回转薄壳 特点:壳体内各点的内压力与距液面的高度有关,液体的重量要考虑。 (1)圆筒形壳体 R r R R R ==∞=,,21 第一步:根据拉普拉斯方程和任意点的压力方程求出周向应力; 第二步:列区域平衡方程求经向应力。 (2)具有裙式支座的球形壳体 ①先讨论裙座以上部分(0??≤) )cos 1cos 21(622??γσ?+-=t R ) cos 1cos 2cos 65(622? ??γσθ++-=t R ②再讨论裙座以下部分(0??>) )cos 1cos 25(622??γσ? -+=t R ? ??σθcos 1cos 2cos 612-- -= (3)无力矩理论应用条件 对于薄壁回转壳体,若符合以下条件者可采用忽略弯矩的无力矩理论,否则的话,就必须要考虑壳体中的弯矩作用。

材料科学基础知识点总结

金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容:面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,八面体、四面体间隙个数;晶向指数、晶面指数的标定;柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容:密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径,密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞:在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元,用来分析原子排列的规律性,这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键:失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来,这种结合方式称为金属键。 位错:晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性: ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型;②柏氏矢量的守恒性,即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关;③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直;螺型平行;混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性: ①晶界的能量较高,具有自发长大和使界面平直化,以减少晶界总面积的趋势;②原子在晶界上的扩散速度高于晶内,熔点较低;③相变时新相优先在晶界出形核;④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚;⑤晶界易于腐蚀和氧化;⑥常温下晶界可以阻止位错的运动,提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容:均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系;细化晶粒的方法,铸锭三晶区的形成机制。 基本内容:结晶过程、阻力、动力,过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷;结晶的热力学条件和结构条件,非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏:液态金属中,时聚时散,起伏不定,不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理:在浇铸前往液态金属中加入形核剂,促使形成大量的非均匀晶核,以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系:液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看,

大学电路知识点梳理

电路理论总结 第一章 一、重点: 1、电流和电压的参考方向 2、电功率的定义:吸收、释放功率的计算 3、电路元件:电阻、电感、电容 4、基尔霍夫定律 5、电源元件 二、电流和电压的参考方向: 1、电流(Current ) 直流: I ①符号 交流:i ②计算公式 ③定义:单位时间通过导线横截面的电荷(电流是矢量) ④单位:安培A 1A=1C/1s 1kA=1×103A 1A=1×10-3mA=1×10-6μA=1×10-9nA ⑤参考方向 a 、说明:电流的参考方向是人为假定的电流方向,与实际 ()()/i t dq t dt =

电流方向无关,当实际电流方向与参考方向一致时电流取正,相反地,当实际电流方向与参考方向不一致时电流取负。 b 、表示方法:在导线上标示箭头或用下标表示 c 、例如: 2、电压(V oltage ) ①符号:U ②计算公式: ③定义:两点间的电位(需确定零电位点⊥)差,即将单位正电 荷从一点移动到另一点所做的功的大小。 ④单位:伏特V 1V=1J/1C 1kV=1×103V 1V=1×10-3mV=1×10-6μV=1×10-9Nv ⑤参考方向(极性) i > 0 i < 0 实际方向 实际方向 ————> <———— 参考方向(i AB ) U =dW /dq

a 、说明:电压的实际方向是指向电位降低的方向,电压的 参考方向是人为假定的,与实际方向无关。若参考方向与实际方向一致则电压取正,反之取负。 b 、表示方法:用正极性(+)表示高电位,用负极性(﹣) 表示低电位,则人为标定后,从正极指向负极的方向即为电压的参考方向或用下标表示(U AB )。 c 、例如: 3、关联与非关联参考方向 ①说明:一个元件的电流或电压的参考方向可以独立的任意的 人为指定。无论是关联还是非关联参考方向,对实际方向都无影响。 ② 关联参考方向:电流和电压的参考方向一致,即电流从 所标的正极流出。 非关联参考方向:电流和电压的参考方向不一致。i i U < 0 > 0 参考方向 U + – + 实际方向 + 实际方向 参考方向 U + – U

过程设备设计全面复习资料

绪论 1. 压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 2. GB150、JB4732三个标准有何不同?它们的适用范围是什么? 答:GB150《钢制压力容器》属于常规设计标准;JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》是分析设计标准。JB/T4735与GB150及JB4732没有相互覆盖范围,但GB150与JB4732相互覆盖范围较广。 GB150的适用范围: ○ 1设计压力为0.1MPa ≤p ≤35MPa ,真空度不低于0.02MPa ;○2设计温度为按钢材允许的使用温度确定(最高为700℃,最低为-196℃);○ 3对介质不限;○4采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;○5应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;○ 6采用最大应力理论;○7不适用疲劳分析容器。 JB4732的适用范围:○ 1设计压力为0.1MPa ≤p<100MPa ,真空度不低于0.02MPa ;○2设计温度为低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度(最高为475℃);○ 3对介质不限;○4采用塑性失效设计准则、失稳失效设计准则和疲劳失效设计准则,局部应力用极限分析和安定性分析结果来评定;○ 5应力分析方法是弹性有限元法、塑性分析、弹性理论和板壳理论公式、实验应力分析;○ 6采用切应力理论;○7适用疲劳分析容器,有免除条件。 3、过程设备的应用:加氢反应器,储氢容器,超高压食品杀菌釜,核反应堆,超临界流体萃取装置 4、过程装备的特点:(1)功能原理多种多样(2)机电一体化(3)外壳多为压力容器 5、过程设备的基本要求:安全可靠;满足过程要求;综合经济性好;优良的环境性能 1.压力容器导言 1、压力容器基本组成:筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件 2、圆筒按其结构可分为单层式和组合式 3、封头形式凸形封头:球形、椭圆形、蝶形和球冠形封、锥壳、平盖 4、封头与筒体的连接:不可拆式(焊接)可拆式(螺栓连接) 5、安全附件主要有:安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计 测温仪表等 6、介质危害性:指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等。其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性 7、压力容器分类:①按压力等级分:低压(L)容器 0.1 MPa ≤p <1.6 Mpa ;中压(M)容器 1.6 MPa ≤p <10.0 Mpa ; 高压(H)容器 10 MPa ≤p <100 Mpa ;超高压(U)容器 p ≥100MPa ②按作用分: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 ) ③按安装方式分:固定式压力容器;移动式压力容器 2.压力容器应力分析 1、载荷:压力、非压力载荷、交变载荷 非压力载荷:整体载荷(重力、风、地震、运输、波动载荷);局部载荷:管系载荷、支座反力、吊装力 2、载荷工况|:正常操作工况、特殊载荷工况(压力试验、开停车及检修)、意外载荷工况(紧急状态下快速启动、紧急状态下突然停车) 3、壳体:以两个曲面为界,且曲面之间的距离远比其它方向尺寸小得多的构件。 壳体中面:与壳体两个曲面等距离的点所组成的曲面。 薄壳:壳体厚度t 与其中面曲率半径R 的比值(t/R )max ≤1/10。 薄壁圆筒:外直径与内直径的比值Do/Di ≤1.1~1.2 厚壁圆筒:外直径与内直径的比值Do /Di ≥1.2 4、回转薄壳应力分析基本假设: a.壳体材料连续、均匀、各向同性; b.受载后的变形是弹性小变形; c.壳壁各层纤维在变形后互不挤压 轴向平衡: = 5、无力矩理论: 只考虑薄膜内力, 忽略弯曲内力的壳体理论。 有力矩理论: 同时考虑薄膜内力和弯曲内力的壳体理论。 无力矩理论所讨论的问题都是围绕着中面进行的。因壁很薄,沿壁厚方向的应力与其它应力相比很小,其它应力不随厚度而变,因此中面上的应力和变形可以代表薄壳的应力和变形。 ?σ t pD 4t pD 2=θσ

大学电路知识点总结

大学电路知识点总结 【篇一:大学电路知识点总结】 电路理论总结 第一章 一、重点: 1、电流和电压的参考方向 2、电功率的定义:吸收、释放功率的计算 3、电路元件:电阻、电感、电容 4、基尔霍夫定律 5、电源元件 二、电流和电压的参考方向: 1、电流(current) : i ①符号 :i ②计算公式 i(t)?dq(t)/dt a、说明:电流的参考方向是人为假定的电流方向,与实际 电流方向无关,当实际电流方向与参考方向一致时电流取正,相反地,当实际电流方向与参考方向不一致时电流取负。 b、表示方法:在导线上标示箭头或用下标表示 c、例如: 参考方向(iab) ———— ———— 实际方向 实际方向 i 0 2、电压(voltage) ①符号:u ②计算公式: i 0 u=dw/dq 荷从一点移动到另一点所做的功的大小。 ③定义:两点间的电位(需确定零电位点?)差,即将单位正电 ④单位:伏特v 1v=1j/1c a、说明:电压的实际方向是指向电位降低的方向,电压的 参考方向是人为假定的,与实际方向无关。若参考方向与实际方向一致则电压取正,反之取负。 b、表示方法:用正极性(+)表示高电位,用负极性(-)

表示低电位,则人为标定后,从正极指向负极的方向即为电压的参 考方向或用下标表示(uab)。 c、例如: 参考方向参考方向 i u 实际方向 – + i 实际方向 – + + u 0 3、关联与非关联参考方向 u 0 ①说明:一个元件的电流或电压的参考方向可以独立的任意的 人为指定。无论是关联还是非关联参考方向,对实际方向都无影响。 ②关联参考方向:电流和电压的参考方向一致,即电流从 所标的正极流出。 非关联参考方向:电流和电压的参考方向不一致。 ③例如: r i r i + u 关联参考方向 u 非关联参考方向 u=ir 三、电功率 1、符号:p 2、计算公式: u=-ir 4、相关习题:课件上的例题,1-1,1-2,1-7 dwp??ui dt

过程设备设计试题及答案

浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院:材化学院任课教师:郑津洋 姓名:专业:学号:考试时间:分钟 1脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形,断口齐平,并与轴向平行,断裂的速度快,常使容器断裂成碎片。(错误,断口应与最大主应力方向平行) 2有效厚度为名义厚度减去腐 蚀裕量(错,有效 厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材 负偏差) 3钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响,提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 (错误,提高含碳量可能使强度增加,但可焊性变差,焊接时易在热影响区出现裂纹) 4压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 (错,缺密封装置) 5盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时,容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。(对) 6承受均布载荷时,周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 (错周边简支发生在中心处) 7筒体是压力容器最主要的受压元件之一,制造要求高,因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。(错,也可以用锻造筒节、绕带筒体等) 8检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生,所有压力容器必须开设检查孔。(错,在一定条件下,可以不开检查孔) 二、选择题(答案有可能多余于一个,每题2分,共16分) 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器(ABCD) A 最高工作压力大于等于(不含液体静压力); B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m;

C 容积(V )大于等于0.025m 3 ; D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 (AD ) A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡,不是一次应力 C 热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中,正确的有 ( BCD ) A 单层厚壁圆筒同时承受内压P i 和外压P o 时,可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒,内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差,可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程,在弹塑性应力分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的是 (AC ) A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150,JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中,正确的有 (CEF ) A 当承受内压时,JB4732规定的设计压力范围为0.135MPa p MPa ≤≤. B GB150采用弹性失效设计准则,而TB/T4735采用塑性失效设计准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则,而JB4732采用第三强度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计,在这三个标准中,只能选用GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII —1大致相当,为常规设计标准;而JB4732基本思路 与ASME VIII —2相同,为分析设计标准。 F 按GB150的规定,低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别大于等于和。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的有 (ABD ) A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续,应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多,易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状 况。 7 下列关于二次应力说法中错误的有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次应力之上的应力增量。 8下列说法中,错误的有 ( C ) A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。

材料科学基础要背知识总结

2010级材料科学基础复习参考材料 一、名词解释 第二章 2-1 Crystalline and Non-crystalline 结晶态与非晶态 Crystalline: The state of a solid material characterized by a periodic and repeating three-dimensional array of atoms,ions,or molecules. Non-crystalline:The solid state wherein there is no long-range atomic order.sometimes the terms amorphous,glassy,and vitreous are used synonymously. 2-2 Single crystalline materials and polycrystalline materials 单晶与多晶材料 Single crystalline materials:A crystalline solid for which the periodic and repeated atomic pattern extends throughout its entirety without interruption. polycrystalline materials:Referring to crystalline materials that are composed of more than one crystal or grain. 2-3 Crystal structure, point lattice and unit cell 晶体结构、空间点阵、单位晶胞 Crystal structure:For crystalline materials,the manner in which atoms or ions are arrayed in space.It is defined in terms of the unit cell geometry and the atom positions within the unite cell. point lattice:The regular geometrical arrangement of points in crystal space. unit cell:The basic structural unit of a crystal structure.It is generally defined in terms of atom(or ion) positions within a parallelepiped volume. 2-4点群与空间群 点群:是指宏观晶体中对称要素的集合。它包含了宏观晶体中全部对称要素的总和以及它们相互间的组合关系。 空间群:晶体内部结构中全部对称要素的集合。 2-5 Direction indices and plane indices 晶向指数与晶面指数 晶向指数:晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点直线组,质点等距离地分布在直线上。位于一条直线上的质点构成一个晶向。用表示,其中u v w是晶向矢量在参考坐标系X Y Z轴上的矢量分量等比例化简而得到。 晶面指数:可将晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面,即晶面,用表示,h l k是晶面在三个坐标轴(晶轴)上截距倒数的互质整数比。 2-6 Coordination number and coordination polyhedron配位数与配位多面体 配位数:一个原子(或离子)周围同种原子(或异号离子)的数目为原子或离子的配位数 配位多面体:由原子(或离子)与其配位原子(或异号离子)组成的多面体结构为配位多面体。

(设备管理)过程设备设计复习资料

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,是过程装备与控制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基本理论,使学生能以安全为前提,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,并尽可能在安全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问题的能力,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、课程基本要求 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、有关设计规范和标准的使用、标准零部件的选用和设计等。 要求:1、采用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、有关说明 本课程的先修课程:机械制图;理论力学;材料力学;机械设计基础;工程材料及热处理;机械制造基础等 导言 1、过程装备与控制工程的概念 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,再配以必要的控制仪表和设备,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、反应器、储罐等)与单元过程机器(如压缩机、泵、分离机等)二者的统称为过程装备。 2、过程装备技术的创新 关键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别 (1)理论基础不同

过程设备设计5-8章思考题及答案

第三版过程设备设计思考题及答案(5-8) 5.储存设备 5.1 设计双鞍座卧式容器时,支座位置应该按照那些原则确定?试说明理由。 5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同,试用剪力图和弯距图比较。 5.3 “扁塌”现象的原因是什么?如何防止这一现象出现? 5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力?如何产生的? 5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响? 5.6 在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强? 5.7 球形储罐有哪些特点?设计球罐时应考虑那些载荷?各种罐体型式有何特点? 5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座时,应遵循那些准则? 5.9 液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响? 6.换热设备 6.1换热设备有哪几种主要形式? 6.2间壁式换热器有哪几种主要形式?各有什么特点? 6.3管壳式换热器主要有哪几种形式? 6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些?相应采取哪些防震措施? 6.5换热管与管板有哪几种连接方式?各有什么特点? 6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现? 7.塔设备 7.1塔设备由那几部分组成?各部分的作用是什么? 7.2填料塔中液体分布器的作用是什么? 7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷? 7.4简述塔设备设计的基本步骤。 7.5塔设备振动的原因有哪些?如何预防振动? 7.6塔设备设计中,哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性?

8.反应设备 8.1反应设备有哪几种分类方法?简述几种常见的反应设备的特点。 8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成? 8.3搅拌容器的传热元件有哪几种?各有什么特点? 8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种?对于搅拌机顶插式中心安装的情况,其流型有什么特点? 8.5常见的搅拌器有哪几种?简述各自特点。 8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围? 8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素? 8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素? 8.9搅拌轴的密封装置有几种?各有什么特点? 思考题答案: 5.储存设备 思考题5.1 根据JB4731规定,取A小于等于0.2L,最大不得超过0.25L,否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=0.207L时,双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等,使两个截面保持等强度。考虑到除弯距以外的载荷,所以常取外圆筒的弯距较小。所以取A小于等于0.2L。 当A满足小于等于0.2L时,最好使A小于等于0.5Rm(Rm为圆筒的平均半径)。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。 思考题5.2 (图见课本) 外伸梁的剪力和弯矩图与此图类似,只是在两端没有剪力和弯矩作用,两端的剪力和弯矩均为零。 思考题5.3 由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距,在周向弯距的作用下,导致支座处圆筒的上半部发生变形,产生所谓“扁塌”现象。

(完整版)过程设备设计知识点总结郑津洋

1试推导内压薄壁球壳的厚度计算公式。(10分) πδσ相等。对于薄壳体, 必与轴向内力D? 可近似认为内直径i D等与壳体的中面直径D πδσ =D?Array 由此得 σ 由强度理论知<=φ[]t 由上式可得 2封头和筒体连接处存在不连续应力,但破口却在筒体中部,试解释其原因 封头和筒体连接处虽然存在不连续应力,但连接处会产生变形协调,导致材料强化;而筒体中部应力与所受压力成正比,随着压力的增大应力迅速增大,所以破口出现在筒体中部 3什么是焊接应力?减少焊接应力有什么措施? 答:焊接应力是指焊接过程中由于局部加热导致焊接件产生较大的温度梯度,因而在焊件内产生的应力。为减少焊接应力和变形,应从设计和焊接工艺两个方面采取措施,如尽量减少焊接接头的数量,相等焊缝间应保持足够的间距,尽可能避免交叉,焊缝不要布置在高应力区,避免出现十字焊缝,焊前预热等等)

4预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么? 答:通过压缩预应力,使内层材料受到压缩而外层材料受到拉伸。当厚壁圆筒承受工作压力时,筒壁内的应力分布由按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成,内壁处的总应力有所下降,外壁处的总压力有所上升,均化沿筒壁厚度方向的应力分布,从而提高圆筒的初始屈服压力。 5对于外压圆筒,只要设置加强圈就可提高其临界压力。对否,为什么?采用的加强圈愈多,圆筒所需厚度就愈薄,故经济上愈合理。对否,为什么? 答:对于承受外压的圆筒,短圆筒的临界压力比长圆筒的高,且短圆筒的临界压力与其长度成反比。故可通过设置合适间距的加强圈,使加强圈和筒体一起承受外压载荷,并使长圆筒变为短圆筒(加强圈之间或加强圈与筒体封头的间距L

材料科学基础知识点大全

点缺陷1范围分类1点缺陷.在三维空间各方向上尺寸都很小,在原子尺寸大小的晶体缺陷.2线缺陷在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级),另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷.其具体形式就是晶体中的位错3面缺陷在三维空间的两个方向上的尺寸很大,另外一个方向上的尺寸很小的晶体缺陷 2点缺陷的类型1空位.在晶格结点位置应有原子的地方空缺,这种缺陷称为“空位”2.间隙原子.在晶格非结点位置,往往是晶格的间隙,出现了多余的原子.它们可能是同类原子,也可能是异类原子3.异类原子.在一种类型的原子组成的晶格中,不同种类的原子替换原有的原子占有其应有的位置3点缺陷的形成弗仑克耳缺陷:原子离开平衡位置进入间隙,形成等量的空位和间隙原子.肖特基缺陷:只形成空位不形成间隙原子.(构成新的晶面)金属:离子晶体:1 负离子不能到间隙2 局部电中性要求 4点缺陷的方程缺陷方程三原则: 质量守恒, 电荷平衡, 正负离子格点成比例增减. 肖特基缺陷生成:0=V M,,+ V O··弗仑克尔缺陷生成: M M=V M,,+ M i ·· 非计量氧化物:1/2O2(g)=V M,,+ 2h·+ O O不等价参杂:Li2O=2Li M,+ O O + V O··Li2O+ 1/2O2 (g) =2Li M, + 2O O + 2h· .Nb2O5=2Nb Ti ·+ 2 e, + 4O O + 1/2O2 (g) 5过饱和空位.晶体中含点缺陷的数目明显超过平衡值.如高温下停留平衡时晶体中存在一平衡空位,快速冷却到一较低的温度,晶体中的空位来不及移出晶体,就会造成晶体中的空位浓度超过这时的平衡值.过饱和空位的存在是一非平衡状态,有恢复到平衡态的热力学趋势,在动力学上要到达平衡态还要一时间过程. 6点缺陷对材料的影响.原因无论那种点缺陷的存在,都会使其附近的原子稍微偏离原结点位置才能平衡即造成小区域的晶格畸变.效果1提高材料的电阻定向流动的电子在点缺陷处受到非平衡力(陷阱),增加了阻力,加速运动提高局部温度(发热)2加快原子的扩散迁移空位可作为原子运动的周转站3形成其他晶体缺陷过饱和的空位可集中形成内部的空洞,集中一片的塌陷形成位错4改变材料的力学性能.空位移动到位错处可造成刃位错的攀移,间隙原子和异类原子的存在会增加位错的运动阻力.会使强度提高,塑性下降. 位错 7刃型位错若将上半部分向上移动一个原子间距,之间插入半个原子面,再按原子的结合方式连接起来,得到和(b)类似排列方式(转90度),这也是刃型位错. 8螺型位错若将晶体的上半部分向后移动一个原子间距,再按原子的结合方式连接起来(c),同样除分界线附近的一管形区域例外,其他部分基本也都是完好的晶体.而在分界线的区域形成一螺旋面,这就是螺型位错 9柏氏矢量.确定方法,首先在原子排列基本正常区域作一个包含位错的回路,也称为柏氏回路,这个回路包含了位错发生的畸变.然后将同样大小的回路置于理想晶体中,回路当然不可能封闭,需要一个额外的矢量连接才能封闭,这个矢量就称为该位错的柏氏矢10柏氏矢量与位错类型的关系刃型位错,柏氏矢量与位错线相互垂直.(依方向关系可分正刃和负刃型位错).螺型位错,柏氏矢量与位错线相互平行.(依方向关系可分左螺和右螺型位错).混合位错,柏氏矢量与位错线的夹角非0或90度. 柏氏矢量守恒1同一位错的柏氏矢量与柏氏回路的大小和走向无关.2位错不可能终止于晶体的内部,只能到表面,晶界和其他位错,在位错网的交汇点, 11滑移运动--刃型位错的滑移运动在晶体上施加一切应力,当应力足够大时,有使晶体上部向有发生移动的趋势.假如晶体中有一刃型位错,显然位错在晶体中发生移动比整个晶体移动要容易.因此,①位错的运动在外加切应力的作用下发生;②位错移动的方向和位错线垂直;③运动位错扫过的区域晶体的两部分发生了柏氏矢量大小的相对运动(滑移);④位错移出晶体表面将在晶体的表面上产生柏氏矢量大小的台阶.螺型位错的滑移在晶体上施加一切应力,当应力足够大时,有使晶体的左右部分发生上下移动的趋势.假如晶体中有一螺型位错,显然位错在晶体中向后发生移动,移动过的区间右边晶体

过程设备设计复习资料8-1

第8章反应设备§8-1 概述 一、反应设备的应用及基本要求 1、反应设备应满足化学反应过程的要求 物料的性质(粘度、密度、腐蚀性等); 相态; 反应条件(温度、压力等); 反应过程的特点(气相的生成、固相的沉积等); 2、反应设备应满足传质、传热和流体动力过程的要求 二、反应设备设计的几个问题 (1)反应物的混合 (2)适宜温度的维持 (3)停留时间的控制

三、反应设备的分类 (1) 化学反应器分类 (2) 生物反应器分类 按结构特征:机械搅拌式、气升式、流化床、固定床等 四、常见反应器的特点 (1) 机械搅拌式反应器 (2) 管式反应器 管式反应器可用于连续生产,也可用于间隙操作,反应物不返混,也可在高温、高压下操作。 (3) 固定床反应器 气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置称为固定床反应器。它主要用于气固相催化反应,具有结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优 点,是现代化工和生物反应中应用很广泛的反应器 固定床反应器有三种基本形式:轴向绝热式、径向绝热式和列管式。 (4) 流化床反应器 流体(气体或液体)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 ?? ? ? ??? ? ?? ? ? ?????????? ???????固相反应器—液—气固相反应器—液固相反应器 —气液相反应器—液液相反应器—气非均相反应器固相反应器液相反应器气相反应器均相反应器、按物料相态分1????? ?? ??其它形式 流化床反应器固定床反应器 管式反应器搅拌反应器 、按设备结构形式分2

流动的主体流中进行反应,并具有类似流体流动的一些特性的装置称为流化床反应器。§8-2 机械搅拌反应器 一、搅拌反应器的基本结构 (一)搅拌反应器的总体结构 1、釜体部分 (1)釜体部分由圆筒和上、下封头组成,提供物料化学反应的空间,其容积由生产能力和产品的化学反应要求决定。 (2)中、低压筒体通常采用不锈钢板卷焊,也可采用碳钢或铸钢制造,为防止物料腐蚀,可在碳钢或铸钢内表面衬耐蚀材料。 (3)釜体壳能同时承受内部介质压力和夹套压力,必须分别按内、外压单独作用时的情况考虑,分别计算其强度和稳定性。 (4)对于承受较大外压的薄壁筒体,在筒体外表面影设置加强圈。 2、传热装置 为及时送入化学放应所需热量或传出化学放应放出的热量,在釜体外部或内部可设置传热装置,使温度控制在需要的范围之内。

最新过程设备设计第三版课后答案及重点(郑津洋)

过程设备设计题解 1?压力容器导言 习题 1.试应用无力矩理论的基本方程,求解圆柱壳中的应力(壳体承受气体内压 p ,壳体中面半径为 R ,壳 体厚度为t )。若壳体材料由20R ( 6 = 4O 0M Pa 「= 245MPa )改为 伽门只 (WOMPa^s =345MPa )时,圆柱壳中的应力如何变化?为什么? 解: O 求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式: F 二 一2二 ° rp z dr 二 2 二 q 二 ts in 圆筒壳体:R=m , Ra=R, p z =-p , r k =R $ = n 12 ① 壳体材料由20R 改为16MnR 圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题,其基本方 程是平衡方程,而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解,不受材料性能常数的影响,所以圆柱壳中的应 ② 从上面计算结果可见,容器内压力与压力表 A 的一致,压力表 B 已失灵。 3.有一球罐(如图所示),其内径为20m (可视为中面直径),厚度为20mm 内贮有液氨,球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力 p=0.4MPa , 液氨密度为640kg/m 3 ,球罐沿平行圆 A-A 支承,其对应中心角 为120 °,试确定该球壳中的薄膜应力。 解:O 球壳的气态氨部分壳体内应力分布: R =F 2=R, p z =_p 习题3附图 pR t pr k pR 2 sin 2t 力分布和大小不受材料变化的影响。 2.对一标准椭圆形封头(如图所示)进行应力测试。该封头中面处的 长轴D=1000mm 厚度t=10mm 测得丘点(x=0)处的周向应力为 50MPa 此时,压力表A 指示数为1MPa 压力表B 的指示数为2MPa 试问哪一个 压力表已失灵,为什么? 解:O 根据标准椭圆形封头的应力计算式计算 E 的内压力: 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为 2,即卩a/b=2 , a=D/2=500mm 在x=0处的应力式为: pa 2bt " 2 a 2 10 50 2 500 二 1 MPa pr k = pR 2 sin 2t 空 0.4 10000 2t 2 20 = 100MPa 精品文档

【材料科学基础】必考知识点第一章

2020届材料科学基础期末必考知识点总结 第一章材料中的原子排列 第一节原子的结合方式 1.原子结合键 (1)离子键与离子晶体 原子结合:电子转移,结合力大,无方向性和饱和性; 离子晶体;硬度高,脆性大,熔点高、导电性差。如氧化物陶瓷。 (2)共价键与原子晶体 原子结合:电子共用,结合力大,有方向性和饱和性; 原子晶体:强度高、硬度高(金刚石)、熔点高、脆性大、导电性差。如高分子材料。 (3)金属键与金属晶体 原子结合:电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性; 金属晶体:导电性、导热性、延展性好,熔点较高。如金属。 金属键:依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。 (3)分子键与分子晶体 原子结合:电子云偏移,结合力很小,无方向性和饱和性。 分子晶体:熔点低,硬度低。如高分子材料。 氢键:(离子结合)X-H---Y(氢键结合),有方向性,如O-H—O (4)混合键。如复合材料。 2. 结合键分类 (1)一次键(化学键):金属键、共价键、离子键。 (2)二次键(物理键):分子键和氢键。 3.原子的排列方式 (1)晶体:原子在三维空间内的周期性规则排列。长程有序,各向异性。

(2)非晶体:――――――――――不规则排列。长程无序,各向同性。 第二节原子的规则排列 一晶体学基础 1 空间点阵与晶体结构 (1)空间点阵:由几何点做周期性规则排列所形成的三维阵列。 特征:a 原子的理想排列;b 有14种。 其中: 空间点阵中的点-阵点。它是纯粹的几何点,各点周围环境相同。 描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。 空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。 (2)晶体结构:原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。 特征:a 可能存在局部缺陷;b 可有无限多种。 2.晶胞 (1)――-:构成空间点阵的最基本单元。 (2)选取原则: a 能够充分反映空间点阵的对称性; b 相等的棱和角的数目最多; c 具有尽可能多的直角; d 体积最小。 (3)形状和大小 有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。 (4)晶胞中点的位置表示(坐标法)。 3. 晶向指数与晶面指数 晶向:空间点阵中各阵点列的方向。 晶面:通过空间点阵中任意一组阵点的平面。

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