过程设备设计

名词解释：1机械密封端面密封:是把转轴的密封面从轴向改为径向,通过动环和静环两个端面的相互贴合，并做相对运动达到密封的装置。2临界压力：壳体失稳时所能承受的相应外压力，称为临界压力，用Pr表示。cr3自紧密封：依靠容器内部的介质压力压紧密封元件实现密封的形式。4等面积补强：壳体因开孔削弱的承载面积，须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿。5应力集中系数:受内压壳体与接管连接处最大应力与壳体不开孔时环向薄膜应力之比，用Kt表示。6自增强：通过超工作压力处理，由筒体自身外层材料的弹性收缩引起的残余应力，使工作时应力分布趋于均匀，提高屈服承载能力的措施。7焊接接头系数:焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度的受消弱程度。8一次应力：求得的薄膜应力与相应的载荷同时存在，平衡外加载荷引起的应力，随外载荷的增大而增大。9二次应力：在两壳体连接边缘处切开后，自由边界上受到的边缘力和边缘力矩作用时的有力矩理论的解，求得的应力称二次应力。10. 预紧密封比压：预紧时,迫使垫片变形与压紧面密合，以形成初始密封条件，单位面积上所需的最小压紧力。称为预紧密封比压。11. 第一曲率半径:回转壳体经线上某一点的曲率半径,称为第一曲率半径。第二曲率半径：壳体中面上所考察的任意一点到该点法线与回转轴交点之间的长度。12分析设计:对容器在不同部位、由不同载荷引起的、对容器失效形式有不同影响的应力加以不同的限制的设计方法，称做分析设计方法。13. 设计压力:是指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。14. 工作压力:指容器在正常工作过程中顶部可能产生的最高压力。15. 计算压力:是指在相应设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。16. 临界转速:当搅拌轴的转速达到轴自振频率时会发生强烈震动，并出现很大弯曲。17 无力矩理论：当薄壳的抗弯刚度非常小咸者中面的曲率、扭转改变非常小时，弯曲内力很小。这种省略弯曲内力的壳体理论。18.有力矩理论:在壳体理论中，若同时考虑薄膜内力和弯曲应力。19不连续应力:由于这种总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象称为边缘效应或不连续效应。由此引起的局部应力称为不连续应力或边缘应力。2 0.热应力：因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束,在弹性体内所引起的应力。2 1残余应力:当厚壁圆筒进入弹塑性状态后，这时若将内应力Pi全部卸除,塑性区因存在残余变形不能恢复原来尺寸,而弹性区由于本身弹性收缩,力图恢复原来的形状，但受到塑性区残余变形的阻挡,从而在塑性区中出现压缩应力,在弹性区内产生拉伸应力，这种自平衡的应力就是残余应力。把这种卸载后保留下来的变形称为残余变形。2 22薄壁圆筒：对于圆柱壳体，若外直径与内直径的比值(Do/Di)maxv=1.11.2.23回转薄壳:中面由一条平面曲线或直线绕同平面内的轴线回转360。而成的薄壳称为回转薄4外压壳体的失稳屈曲:承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时,壳体会突然失去原来的形状，被压扁或出现波纹，载荷卸去后，壳体不能恢复原状。25临界长度：对于给定的D和t的圆筒，有一特征长度作为区分n=2的长圆筒和n2的短圆筒的界限,此特性尺寸称为临界圆筒。2 6临界风速：塔产生共振时的风速。27 饱和蒸汽压:是指在一定温度下，储存在密闭容器中的液化气体达到汽液两相平衡时，气液分界面上的蒸汽压力。28 强度胀：是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。29密封焊:是指保证换热管与管板连接密封性能的焊接，不保证强度。30 贴胀：是指为消除换热管与管孔间的间隙并不承担拉脱力的轻度胀接。31 流化床反应器:流体以较高的流速通过床层,带动床内的固体颗粒运动,使之悬浮在流动的主题流中进行反应,并具有类似流体流动的一些特性的装置。3 2圆筒全屈服压力或极限压力：假设材料为理想弹塑性,承受内压的厚壁圆筒，当筒壁达到整体屈服状态时所承受的压力。33卸载定理：以载荷的改变量为假想载荷,按弹性理论计算该载荷所引起的应力和应变，此应力和应变实际是应力和应变的改变量。从卸载前的应力和应变减去这些改变量就得到卸载后的应力和应变。3 4塑性变形/永久变形:当载荷卸除后能够恢复的变形为弹性变形，载荷卸除后不能够恢复的变形称为塑性变形或永久变形。3 5应变时效：在较高温度下停留一定时间后，会出现强度和硬度提高,塑性和韧性降低的现象。3 6焊后热处理:利用金属在高温下屈服强度的降低，使内应力高的地方产生塑性流变，从而达到消除或者降低焊接残余应力目的一种热处理，属去应力退火。37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。简答1.提高屈服承载能力的措施:a对圆筒施加外压的方法有多种,最常用的是采用多层圆筒结构；b将厚壁圆筒在使用之前进行加压处理使其内压力超过初始屈服压力。2降低局部应力的措施:a合理的结构设计:减少两连接件的刚度差;尽量采用圆弧过渡;局部区域补强；选择合适的开孔方位。B减少附件传递的局部载荷C尽量减少结构中的缺陷。3减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施:缩短悬臂段搅拌轴的长度;增加轴径；设置底轴承或中间轴承；设置稳定器4影响搅拌功率的因素:搅拌器的几何尺寸与转速：搅拌器直径、桨叶宽度、桨叶倾斜角、转速、单个搅拌器叶片数、搅拌器距离容器底部的距离等；搅拌容器的结构:容器直径、液面高度、挡板数、挡板宽度，导流筒的尺寸等；搅拌介质的特性:液体的密度、黏度；重力加速度。5.塔设备共振的危害：轻者使塔产生严重弯曲、倾斜，塔板效率下降,影响塔设备的正常操作,重者使塔设备导致严重破坏，造成事故。6简述塔设备的振动原因及防振措施：原因：由于风载荷作用产生沿着风力方向的振动和垂直风力方向的振动（诱发振动）,主要是诱发振动。当塔的固有频率与卡曼涡街的频率相等时，塔体即产生振动。防振措施：塔在操作时激振力的频率不得在塔体第一振型固有频率的0.851.3倍范围内，即不得在如下范围内：0.85ffv3_时,采用折边锥形27对于压力容器锥壳：锥体半顶角aW45无折边结构a45带过渡段的折边结构28GB150标准管辖的容器，其范围是指壳体及与其连为整体的受压零29有防腐要求的不锈钢容器,表面需做酸洗、钝化处理30壳体上的开孔应为圆形、椭圆形或长圆形。2.01低温压力容器的结构设计要求均应有足够柔性；他束;温度;高应力；圆角32低温压力容器的支座需设置_垫板,不得_直接焊在壳体上。3外压及真空容器的主要破坏形式是稳定性失效;低温破坏形式是脆性破坏34容器上凡被补强圈、卫座、垫板35壳体加工成形后的最小厚度，应不包括腐蚀裕量36焊接街头由焊缝、熔合区、热影响区三部分组成。37坡口表面不得有裂纹、仏层、夹杂等缺陷。8不等厚钢材对接若超过GB150中10243规定的厚度差时，可采用如下处理方式:单面削薄厚板边缘,双面削薄厚板边缘:堆焊方法39带颈法兰应釆用热轧或锻件加工。3 0锻件法兰应经正火或完全退火热处理。41膨胀节设计的关键两点是有足够的戲度和必要的挠性42凸形封头的成形方法有冲压及旋压3在压力容器制造中，焊接接头表面不得裂纹、未焊透、未熔合和气孔44标准抗拉强度下限值大于540Mpa；.磁粉或渗透探伤。1 在釆用钢板制造带颈法兰时，圆环全焊透结构型式焊后讲行热处理及100%射管壳式换热器壳程圆筒的最小厚度除满足压力容器制造工艺、运输和安装要求外,还要考虑抽装管束和重叠组装;大7换热器主要组合有前端管箱、隽体、包括管束和后端结构三部分。48当换热器接管设计温度高于或等于300C时应釆用对焊法兰9强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的主脱力；密封0不带膨胀节的固定管板换热器管子压缩应力筒体拉伸应力51换热管和管板的连接中，强度胀接的适用范围为:4MPa；300C;振动；应力腐蚀52换热管和管板连接中，胀焊并用适用范围为:塗封性能要求较高；承受振动或疲劳载荷；有血隙腐蚀;釆用复合管板的场合。53GB151规定，符合本规定要求的奥氏体不锈钢焊接钢管可用作换热管，但不得用于捷度危害介质；64MPa;相应钢号的无缝管30外压和真空换热器以_内压进行压力试验。2 4换热管与管板的常用连接方式有焊接、胀接、胀焊并用等型式。8塔式容器裙座的形式有_圆筒形和圆锥形两种。