緒論(過程裝備設計)

1、1v過程設備設計過程設備設計一、教材一、教材 鄭津洋等主編：過程設備設計（第三版） 北京：化學工業(yè)出版社，2010二、上課時間二、上課時間 1-14周 周二1、2節(jié)；周四1、2節(jié)；雙周五3、4節(jié) （2B-303） （2B-303） （2A-304）三、考試方式三、考試方式 期末閉卷考試期末閉卷考試四、成績評定四、成績評定 平時成績（出勤情況、作業(yè)、課堂表現(xiàn)）平時成績（出勤情況、作業(yè)、課堂表現(xiàn)） 考試成績考試成績本課程的結(jié)構(gòu)體系o 壓力容器1.壓力容器導言2.壓力容器應力分析3.壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響4.壓力容器設計o 典型的過程設備5.儲存設備6.換熱設備7.塔設備8.反應設備

2、本課程的任務和目的o 初步掌握過程裝備初步掌握過程裝備設計設計的基本理論、基本方法和的基本理論、基本方法和基本技能?；炯寄?。 o 綜合運用所學理論知識，綜合運用所學理論知識，分析和解決問題分析和解決問題的能力。的能力。o 查閱和使用各種手冊、規(guī)范、標準查閱和使用各種手冊、規(guī)范、標準參考資料參考資料1、王志文主編、王志文主編.化工容器設計化工容器設計.北京：化學工業(yè)出版社北京：化學工業(yè)出版社2、蔡仁良主編、蔡仁良主編.化工容器設計例題、習題集化工容器設計例題、習題集. 北京：化學工業(yè)出版社北京：化學工業(yè)出版社3、鄭津洋等譯、鄭津洋等譯.ASME壓力容器設計指南壓力容器設計指南. 北京：化學工業(yè)

3、出版社北京：化學工業(yè)出版社4、李建國、李建國. 壓力容器設計的力學基礎及其標準應用壓力容器設計的力學基礎及其標準應用. 北京：機械工業(yè)出版社，北京：機械工業(yè)出版社，2004如何學好這門課經(jīng)常訪問的網(wǎng)站經(jīng)常訪問的網(wǎng)站1.全國鍋爐壓力容器技術標準化委員會全國鍋爐壓力容器技術標準化委員會2.中國特種設備安全工作信息平臺中國特種設備安全工作信息平臺3.中國壓力容器技術網(wǎng)中國壓力容器技術網(wǎng)4.美國壓力容器研究委員會美國壓力容器研究委員會(Pressure Vessel Research Council，簡稱，簡稱PVRC) /pvrc5. 歐盟承壓設備研究委員會歐盟

4、承壓設備研究委員會(European Pressure Vessel Research Council，簡稱，簡稱EPVRC) www.eperc.bam.de如何學好這門課6.美國標準化協(xié)會（美國標準化協(xié)會（American National Standards Institute，簡稱，簡稱ANSI） 7.美國石油協(xié)會（美國石油協(xié)會（American Petroleum Institute，簡稱，簡稱API） 8.國際化標準組織（國際化標準組織（International Standards Organization，簡稱，簡稱ISO） www

5、.9. 歐盟標準化委員會歐盟標準化委員會 www.cenorm.be如何學好這門課有用的論壇有用的論壇仿真論壇：仿真論壇：http:/ http:/www.simu-，傲雪論壇：傲雪論壇： 如何學好這門課 緒論過程設備的基本概念過程設備的應用過程設備的特點過程設備的基本要求過程設備設計概述本課程的內(nèi)容基本概念基本概念過程設備過程設備 完成物理或化學操作過程的設備，如物料的粉完成物理或化學操作過程的設備，如物料的粉碎、混合、儲存、分離、傳熱，反應等操作的設備碎、混合、儲存、分離、傳熱，反應等操作的設備過程過程 從原材料到產(chǎn)品，所經(jīng)過的一系列物理

6、的或化從原材料到產(chǎn)品，所經(jīng)過的一系列物理的或化學的加工處理步驟。學的加工處理步驟。過程設計過程設計 是以生產(chǎn)某種新產(chǎn)品或改進現(xiàn)有產(chǎn)品的生是以生產(chǎn)某種新產(chǎn)品或改進現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)方法為目標，研究各種生產(chǎn)方法的技術可行性和產(chǎn)方法為目標，研究各種生產(chǎn)方法的技術可行性和經(jīng)濟合理性，通過過程模擬、合成和優(yōu)化，提出最經(jīng)濟合理性，通過過程模擬、合成和優(yōu)化，提出最佳的生產(chǎn)方法。佳的生產(chǎn)方法。過程設備的應用與我們的專業(yè)相關的過程及其設備：1.1.流體動力過程（流體動力過程（Fluid dynamical process）: :涉及的設備：泵 、壓縮機、風機、管道和閥門等動設備。哪些過程與我們相關？液環(huán)泵2.2.熱

7、量傳遞過程（熱量傳遞過程（Heat transfer process）: : 它涉及熱量交換過程及設備，即：換熱器，熱交換器,工業(yè)爐等)。3.3.質(zhì)量傳遞過程（質(zhì)量傳遞過程（Mass transfer processMass transfer process）: : 它涉及有關干燥, 蒸餾, 濃縮, 萃取等過程及裝備，如塔設備、干燥機、結(jié)晶器等。4.4.熱力學過程（熱力學過程（Thermodynamics process）: : 它涉及冷凍, 深度冷凍, 空氣分離等過程及設備，如冷凍機、氣體分離設備等。螺桿式冷凍機空氣分離制氮機它涉及固體物料的粉碎、造粒等過程及設備，如粉碎機、造粒機等。5.5

8、.動量傳遞過程（動量傳遞過程（Momentum transfer process）: : 球磨機它涉及化學反應，如：合成、分解等過程及設備，如反應鍋、氨合成塔。6.6.化學過程（化學過程（Chemical processChemical process）: : 過程設備的特點o 功能原理多種多樣功能原理多種多樣o 化機電一體化化機電一體化o 外殼一般為壓力容器外殼一般為壓力容器l 鍋爐、換熱器、加熱爐 = 圓筒外殼 + 傳熱管束l 核反應堆 = 圓筒外殼 + 核反應零部件l 塔器 = 圓筒外殼 + 傳質(zhì)元件（浮閥、填料等）l 反應釜 = 圓筒夾套 + 攪拌器l 壓縮機、真空泵 = 圓筒氣缸 +

9、 活塞l 透平機、泵 = 蝸殼 + 葉輪 過程裝備：動設備+靜設備過程裝備=受壓外殼+功能內(nèi)件設備的外殼一般都是壓力容器設備的外殼一般都是壓力容器.承受一定壓力，且與外界分開形成一個封閉系統(tǒng)的容承受一定壓力，且與外界分開形成一個封閉系統(tǒng)的容器，統(tǒng)稱為壓力容器。器，統(tǒng)稱為壓力容器。 指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPaL的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MP

10、aL的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60液體的氣瓶；氧艙等。什么是壓力容器？過程設備的基本要求a.安全可靠o 材料的強度高、韌性好o 材料與介質(zhì)相容 o 結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力 o 密封性能好 o 材料強度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點和抗拉強度是鋼材常用的強度判據(jù)。o 韌性是指材料斷裂前吸收變形能量的能力。材料韌性一般隨著強度的提高而降低。o 剛度是過程設備在載荷作用下保持原有形狀的能力。剛度不足是過程設備過度變形主要原因之一 b.滿足過程要求o 功能要求 o 壽命要求c.綜合經(jīng)濟好o 生產(chǎn)效率高、消耗系數(shù)低；o 結(jié)構(gòu)合理、制造簡便；o 易于運輸和安裝；d.易于操作、維護和控制o 操作簡單；o 可維護性和可修理性好；o 便于控制 e.優(yōu)良的環(huán)境