化工设备机械基础(第一章)ppt课件.ppt

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1、化工设备机械基础FundamentalChemicalProcessEquipment江苏理工学院化工与环境工程学院马迪化工生产和化工机械化工生产是以流体（气体、液体、粉体）为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺过程的发展。化工机械通常分为：化工设备和化工机器绪论化工设备：绪论绪论绪论绪论绪论绪论化工生产自身的特点：1

2、、生产的连续性强2、生产的条件苛刻介质的腐蚀性强；温度和压力变化大介质大多易燃易爆有毒性生产原理的多样性生产技术含量高绪论课程简介本课程主要内容：1、化工设备材料及其选择2、化工容器的设计1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计；2）外压圆筒与封头的强度设计；3）容器的零部件（法兰支座开孔补强附件：接口管凸缘人、手孔视镜）。3、典型化工设备的机械设计1）换热器；2）塔设备；3）搅拌器。课程简介学时安排：第二篇化工工程设备常用的材料8学时第三篇化工容器及设备基础32学时第一篇工程力学基础8学时第一篇化工设备

3、材料第一章化工设备材料及其选择1.1概述化工设备的使用环境：压力：真空—低压—中压—高压—超高压温度：低温—中温—高温介质：有毒；易燃；剧毒选材原则：经济、适用、安全第一章化工设备材料及其选择1.1概述1.2金属材料性能1.3金属材料的分类及牌号1.4碳钢铸铁1.5低合金钢及化工设备特种钢1.6有色金属材料1.7非金属材料1.8化工设备的腐蚀和防护措施1.9化工设备材料的选择绪论第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能力学性能物理性能化学性能加工工艺性能强度塑性硬度韧性密度熔点线膨胀系数导热系数比热容电阻率磁导率

4、弹性模量泊松比铸造性能可锻性能切削加工性能热处理性能耐腐蚀性抗氧化性第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度力学性能塑性韧性硬度力学性能：金属的力学性能是指金属在力的作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度定义：固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形或断裂的特性。举例：※容器爆裂※管道破裂※地脚螺栓拉断※炉管爆裂…..第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能金属拉伸试验v.youku

5、/v_show/id_XMzc5NDE4NzI=.html第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”ss从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值，叫做抗拉强度sb金属拉伸试验第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度指标屈服点s：屈服现象：金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形时的现象。屈服点：材料发生屈服时的应力，记为s，单位：MPa。一些合金没有明显的屈服点,规定发生0.2%残余变形时的应力

6、，作为“条件屈服点”，记作0.2。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度指标抗拉强度σb：定义：金属材料在受力过程中，发生断裂所达到的最大应力值以σb表示，单位MPa。压力容器设计常用的性能指标。屈强比：s/b。屈强比小，表明材料可靠性越高。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度指标蠕变强度σn：蠕变现象：高温高压的蒸汽管道下挠变形；高温高压下法兰及螺栓蠕变变形而泄漏；铅丝在常温下受重力作用而变长变细。定义：材料在高温下，抵抗发生缓慢塑性变形的能力。以σn

7、表示，单位MPa。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度指标持久强度σD：定义：在一定温度下，经过一定时间断裂时的应力，以σD表示，单位MPa。一定温度和一定载荷下，材料抵抗断裂的能力。材料抵抗断裂的能力越大，在相同的条件下，能支持的时间越久。规定：化工设备设计寿命一般为十万小时，所以用试件在十万小时断裂时的应力作为持久强度。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度指标疲劳强度σ-1：疲劳：构件或零件受到大小和方向变化的交变载荷作用，应力远小于屈服点就断裂。疲劳极

8、限：构件或零件在无数次交变载荷作用下不致断裂的最大应力。以σ-1表示，单位MPa。（106-108次）例如：频繁开、停车——容器内压力或温度波动；活塞式压缩机压缩气体——容器及管道内压力波动；离心泵频繁开停机或震动——泵轴受力成交变式。第一章化工设备材料及其选择1.2金属材料性能1.2.1力学性能强度力学性能硬度韧性塑性第一章化工设备材料及其选