化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)第三版趙軍電子書,化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)第三版課后答案趙軍

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化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的內(nèi)容簡(jiǎn)介

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》講述了：隨著教學(xué)改革的不斷深入，不同學(xué)校對(duì)過程機(jī)械相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提出了不同的要求?？紤]化學(xué)工程、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程、高分子材料、環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)等專業(yè)的課程設(shè)置，結(jié)合近年來的教學(xué)實(shí)踐，將“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”和“工程力學(xué)”內(nèi)容進(jìn)行整合，編寫了《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》。
《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
（1）通過相互滲透、融會(huì)貫通、精選特色等保持了原系列教材的特點(diǎn)
由刁玉瑋教授主編的《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》一直是國(guó)內(nèi)許多院?；すに囶悓I(yè)的首選教材，已經(jīng)再版6次，作為“十五”和“十一五”規(guī)劃教材，深受廣大師生的歡迎?！痘ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》的“化工設(shè)備材料”“化工容器設(shè)計(jì)”篇按照《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》一書的基本構(gòu)架編寫，主要內(nèi)容保持不變；“典型化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)”篇重新進(jìn)行編寫。由銀建中副教授主編的《工程力學(xué)》作為高等學(xué)校理工科規(guī)劃教材一直是化工工藝類學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)教材。《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》的“工程力學(xué)基礎(chǔ)”篇保留了《工程力學(xué)》一書的特色內(nèi)容。
（2）在內(nèi)容和表達(dá)方面，盡可能反映學(xué)科的最新發(fā)展趨勢(shì)，保證教材與時(shí)俱進(jìn)
根據(jù)最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工程規(guī)范，在“化工設(shè)備材料”篇中，將最新材料標(biāo)準(zhǔn)、材料牌號(hào)等進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整，有助于教師和學(xué)生對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的了解?！暗湫突ぴO(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)”篇中塔設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)容完全符合最新標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，便于學(xué)生在掌握基本設(shè)計(jì)理論的同時(shí)，適應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)典型設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。
（3）注重解決工程實(shí)際問題的能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
在典型壓力容器結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析時(shí)，注重與工程實(shí)際問題緊密結(jié)合，以典型結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工程意義為重點(diǎn)，對(duì)典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析與討論，提高解決工程實(shí)際問題的能力，把復(fù)雜的推導(dǎo)和理論分析留給學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)和資料自主學(xué)習(xí)解決。

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》列管式換熱器的設(shè)計(jì)

1.屈服點(diǎn)：金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象的應(yīng)力，即開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力。它代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。
2.抗拉強(qiáng)度：金屬材料在受力過程中，從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值。
3.低碳鋼：含碳量低于0.25%的碳素鋼。
4.鑄鐵：含碳量大于2%的鐵碳合金。
5. 鍋爐鋼：有鍋爐鋼管和鍋爐鋼板。鍋爐鋼管主要用作鍋爐及某些換熱設(shè)備的受熱面和蒸汽管路，鍋爐鋼板則常用于鍋爐和其他壓力容器的承壓殼體。由于鍋爐鋼常處于中溫高壓狀態(tài)，而且還受沖擊、疲勞、水和蒸汽的腐蝕作用，以及各種冷熱加工，因此，對(duì)其性能要求也較高。
6. 容器鋼：化工生產(chǎn)所用容器與設(shè)備的操作條件較復(fù)雜，制造技術(shù)要求比較嚴(yán)格，對(duì)壓力容器用鋼板有比較嚴(yán)格的要求。
Q235-A普通碳素甲類鋼 --- --- A：甲類鋼
16MnR 普通低合金鋼 含碳0.16% 合金元素含量 <1.5% R：容器鋼
Cr18Ni9Ti 奧氏體不銹鋼 0.1% Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5% ---
43壓力壓力壓力壓力容器的分類容器的分類容器的分類容器的分類 按承壓性質(zhì)按承壓性質(zhì)按承壓性質(zhì)按承壓性質(zhì)：：：： (1)內(nèi)壓：內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外界壓力 (2)外壓：內(nèi)部介質(zhì)壓力小于外界壓力 (3)真空：內(nèi)部壓力小于一個(gè)絕壓的外壓 按容器壁溫按容器壁溫按容器壁溫按容器壁溫：：：： (1)常溫容器：壁溫-20℃至200℃； (2)高溫容器：壁溫達(dá)到蠕變溫度,碳素鋼或低合金鋼容器，溫度超過420℃，合金鋼超過450℃，奧氏體不銹鋼超過550℃，均屬高溫容器； (3)中溫容器：在常溫和高溫之間； (4)低溫容器：壁溫低于-20℃, -20℃至-40℃為淺冷容器，低于-40℃者為深冷容器。 根據(jù)壓力等級(jí)根據(jù)壓力等級(jí)根據(jù)壓力等級(jí)根據(jù)壓力等級(jí)、、、、介質(zhì)毒性危害程度以及生產(chǎn)中的作用介質(zhì)毒性危害程度以及生產(chǎn)中的作用介質(zhì)毒性危害程度以及生產(chǎn)中的作用介質(zhì)毒性危害程度以及生產(chǎn)中的作用，，，，壓力容器可分為三類壓力容器可分為三類壓力容器可分為三類壓力容器可分為三類：：：：第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器 不包括核能、船舶專用、直接受火焰加熱容。
常溫容器 -20℃——200℃ 低壓容器 0.1<=P<=1.6
中溫容器 壁溫在常溫和高溫之間 中壓容器 P=1.6——10
高溫容器 壁溫達(dá)到材料蠕變溫度 高壓容器 P=10——100
低溫容器 壁溫低于-20℃ 超高壓容器 P>=100
7.薄壁容器：容器的壁厚與其最大截面圓的內(nèi)徑之比小于0.1的容器。
8.回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)360°而成的殼體。
9.經(jīng)線：若通過回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線。
10.薄膜理論：薄膜應(yīng)力是只有拉壓正應(yīng)力沒有彎曲正應(yīng)力的一種兩向應(yīng)力狀態(tài)，也稱為無力矩理論。
11.第一曲率半徑：中間面上任一點(diǎn)M處經(jīng)線的曲率半徑。
12.小位移假設(shè)：殼體受力以后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于壁厚。
13.區(qū)域平衡方程式：計(jì)算回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。
14.邊緣應(yīng)力：內(nèi)壓圓筒壁上的彎曲應(yīng)力及連接邊緣區(qū)的變形與應(yīng)力。
15.邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，彈性約束開始緩解，原來不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自動(dòng)限制。
16. 開孔后，為什么要補(bǔ)強(qiáng)？
17.常用的墊片材料有哪些？
金屬，非金屬，非金與金屬混合制的墊片
18.無力矩理論的適用條件？
應(yīng)用無力矩理論的條件是殼體和外載必須滿足下列條件：
（1）殼體應(yīng)具有連續(xù)曲面，不存在殼體形狀突變或厚度突變情況，否則殼體幾何曲面是不連續(xù)的。
（2）殼體所承受的外載荷應(yīng)當(dāng)連續(xù)均布，不存在集中載荷和力矩這樣的突變載荷。
（3）殼體邊界的固定形式應(yīng)當(dāng)為自由支承，凡會(huì)限制邊界自由變形的邊界連接。都不符合這一要求。
（4）殼體邊界上的外力應(yīng)在殼體曲面的切平面內(nèi)，要求在邊界上無橫剪力和彎矩。
此外，殼體各部位材料的物理性質(zhì)應(yīng)相同。

在什么情況下需要考慮邊緣應(yīng)力在什么情況下需要考慮邊緣應(yīng)力在什么情況下需要考慮邊緣應(yīng)力在什么情況下需要考慮邊緣應(yīng)力？ 塑性好的材料可減少容器發(fā)生破壞。局部性與自限性，設(shè)計(jì)中一般不按局部應(yīng)力來確定厚度，而是在結(jié)構(gòu)上作局部處理。但對(duì)于脆性材料，必須考慮邊緣應(yīng)力的影響。

31常用封頭形式有哪些種常用封頭形式有哪些種常用封頭形式有哪些種常用封頭形式有哪些種？？？？各有什么特點(diǎn)各有什么特點(diǎn)各有什么特點(diǎn)各有什么特點(diǎn)？？？？ 球冠形封頭、平板封頭邊緣應(yīng)力較大，平板封頭厚度較大，平板封頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在壓力不高，直徑較小的容器中采用。承壓設(shè)備人孔、手孔以及在操作時(shí)需要用盲板封閉的地方，才用平板蓋。(2分） 錐形封頭： 廣泛用于化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)的底蓋，便于收集與卸除設(shè)備中的固體物料。塔設(shè)備上、下部分的直徑不等，也常用錐形殼體連接，稱為變徑段。(1分） 凸形封頭： 半球形封頭受力最好，壁厚最薄、重量輕，但深度大制造難，中、低壓小設(shè)備不宜采用；碟形封頭深度可調(diào)節(jié)，適合于加工，但曲率不連續(xù)，局部應(yīng)力，故受力不如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好。(2分）

22為什麼要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)貫槭颤N要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)貫槭颤N要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)貫槭颤N要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)兀?？？?制造加工過程不完善，導(dǎo)致不安全，發(fā)生過大變形或滲漏。最常用的壓力試驗(yàn)方法是液壓試驗(yàn)。常溫水。也可用不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的其它液體試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。不適合作液壓試驗(yàn)，如裝入貴重催化劑要求內(nèi)部烘干，或容器內(nèi)襯耐熱混凝土不易烘干，或由于結(jié)構(gòu)原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等，可用氣壓試驗(yàn)代替液壓試驗(yàn)。36常用的墊片材料有哪些常用的墊片材料有哪些常用的墊片材料有哪些常用的墊片材料有哪些？？？？ 墊片適當(dāng)變形和回彈能力是形成密封的必要條件。 最常用墊片分為： （1）非金屬(橡膠石棉板、聚四氟乙烯)柔軟、耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封 （2）金屬：材料一般并不要求強(qiáng)度高，而是要求軟韌。常用是軟鋁、紫銅、鐵(軟鋼)、蒙耐爾合金(含Ni67％，Cu30％，Cr4～5％)鋼等。主要用于中、高溫和中、高壓法蘭聯(lián)接密封。 （3）非金屬與金屬混合制的墊片：金屬包墊片及纏繞墊片等。金屬包墊片用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、0Cr18Ni9等）將非金屬包起來；金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶(或合金鋼帶)與石棉帶一起繞制而成。不帶定位圈和帶定位圈。金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有較好的性能，適應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一些。

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