《水工艺设备基础》ppt课件

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1、水工艺设备基础教师：邵青课程内容前三章——基础知识，包括1、水工艺设备常用材料的分类、性能2、材料的腐蚀防护原理、材料的保温3、水工艺设备理论基础（容器应力理论、机械传动原理、机械制造工艺、热量交换理论）后七章——水工艺设备，包括容器(塔)设备、搅拌设备、换热设备、分离设备、污泥处置设备和投药设备。第一章水工艺设备常用材料水工艺设备常用材料金属材料无机非金属材料高分子材料复合材料第一节金属材料金属晶体结合的特点：外层电子的共有化（金属键结合）金属键结合的特点使得金属具有良好的塑性和变形能力。由于外层

2、共有电子在晶体中可以自由运动，因而金属一般具有良好的导电性和导热性。金属中自由电子易吸收光能并以光发射的形式重新放出，因而金属对光具有良好的反射性能。第一节金属材料一、金属材料的分类（一）钢的分类结构钢：主要用于制造各种工程构件和机器零件，属低碳钢或中碳钢、合金钢。工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具属于高碳钢或高碳合金钢。特殊性能钢：具有特殊物理性能或化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等，属于高合金钢）钢材料（二）钢的编号1、普通碳素结构钢牌号表示：这类钢主要保证机械性能，故用Q+数字表示

3、，其中“Q”为“屈”字的汉语拼音字头，数字表示屈服强度值例如：Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢Q195，Q215，Q255，Q275等牌号若牌号后面标注A，B，C，D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢，未加标注的为镇静钢。例如：Q235－A•F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢2、优质碳素结构钢优质碳素结构钢主要用于制造各种机器零件。这类钢的硫，磷含量都限制在0.040%以下。编号方法：采用两位数字表示钢中平均含碳量为万分之几。如：

4、45钢表示含碳量为0.45%(万分之四十五)左右的优质碳素结构钢；如：08钢表示含碳量为0.08%左右的低碳钢。若钢中含锰较高则在钢号后面附以锰的元素符号Mn，如15Mn,45Mn等。3、碳素工具钢一般为高碳钢，含碳量介于0.65%～1.35%。硫、磷含量限制严格，属于优质钢。当硫，磷含量分别限制在0.030%以下时则为高级优质工具钢。编号方法：以“T”（碳的汉语拼音字头）开头，后面数字表示含碳量的千分之几。如：T8表示平均含碳量为0.8％的碳素工具钢T13表示平均含碳量为1.3％的碳素工具钢若为高

5、级优质碳素工具钢，则在编号最后加以“A”，如T8A，T13A4.合金结构钢编号方法：“两位数字（钢中平均含碳量的万分之几）＋元素符号（钢中所含的合金元素）＋数字（该合金元素平均含量的百分之几）”如果合金平均含量低于1.5%，则不标明含量；如果合金平均含量大于1.5%，2.5%，3.5%.....，则相应的以2、3、4…….表示。例1：12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3％。例2：30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小

6、于1.5%。若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字。5.合金工具钢编号与合金结构钢相似，仅含碳量的表示方法有所不同。当合金工具钢的含碳量大于或等于1.00%时，其含碳量不予标出；含碳量小于1.00%时，以千分之几表示。如：9SiCr钢，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量小于1.5%。二、金属材料的基本性能化学成分CSPMnSi（一）化学性能CSPMnSi含碳量提高，钢的强度、硬度不断提高，塑性、韧性下降，对焊接不利。FeS存在，FeS与Fe形成低熔点的共晶体（熔点为989℃)，产生热

7、脆现象。磷能全部溶于铁素体中，使钢的强度及硬度增加，但会导致塑性和冲击韧性的显著降低，特别在低温时使钢材显著变脆，产生冷脆现象。Mn是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。与硫形成高熔点（1600℃）硫化锰，减轻硫的有害作用，提高钢的强度和硬度。能使钢的强度、硬度和弹性提高，而塑性、韧性降低。作为合金元素，可以提高钢的耐热、耐蚀性。线膨胀系数：材料在温度变化1℃时单位长度的伸缩变化值。弹性模量：材料在弹性极限内应力与应变的比值。导热系数：当温度梯度（温差与器壁厚度的比值）为1k/m，每小时通过每平方

8、米传热面积传过的热量，单位W/(m•K)。导热系数越大，材料的导热性能越好。换热器应选用导热系数大的材料，而作为设备保温用的材料，应选用具有较小导热系数的材料。1.材料的弹性和塑性弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后又能恢复其原来形状的性能。塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。×用塑性良好的材料制造压力容器，可以承受局部高应力，并允许发生小量的局部塑性变形，同时又不使整个容器丧失承载能力。2．材料的强度强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂