緒論(過程裝備設(shè)計(jì))

1、1v過程設(shè)備設(shè)計(jì)過程設(shè)備設(shè)計(jì)一、教材一、教材 鄭津洋等主編：過程設(shè)備設(shè)計(jì)（第三版） 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010二、上課時(shí)間二、上課時(shí)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?cè)u(píng)定四、成績?cè)u(píng)定 平時(shí)成績（出勤情況、作業(yè)、課堂表現(xiàn)）平時(shí)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(dǎo)言2.壓力容器應(yīng)力分析3.壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響4.壓力容器設(shè)計(jì)o 典型的過程設(shè)備5.儲(chǔ)存設(shè)備6.換熱設(shè)備7.塔設(shè)備8.反應(yīng)設(shè)備

2、本課程的任務(wù)和目的o 初步掌握過程裝備初步掌握過程裝備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法和的基本理論、基本方法和基本技能。基本技能。 o 綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，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(cè)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)查閱和使用各種手冊(cè)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)參考資料參考資料1、王志文主編、王志文主編.化工容器設(shè)計(jì)化工容器設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社北京：化學(xué)工業(yè)出版社2、蔡仁良主編、蔡仁良主編.化工容器設(shè)計(jì)例題、習(xí)題集化工容器設(shè)計(jì)例題、習(xí)題集. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社北京：化學(xué)工業(yè)出版社3、鄭津洋等譯、鄭津洋等譯.ASME壓力容器設(shè)計(jì)指南壓力容器設(shè)計(jì)指南. 北京：化學(xué)工業(yè)

3、出版社北京：化學(xué)工業(yè)出版社4、李建國、李建國. 壓力容器設(shè)計(jì)的力學(xué)基礎(chǔ)及其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用壓力容器設(shè)計(jì)的力學(xué)基礎(chǔ)及其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004如何學(xué)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)全國鍋爐壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)2.中國特種設(shè)備安全工作信息平臺(tái)中國特種設(shè)備安全工作信息平臺(tái)3.中國壓力容器技術(shù)網(wǎng)中國壓力容器技術(shù)網(wǎng)4.美國壓力容器研究委員會(huì)美國壓力容器研究委員會(huì)(Pressure Vessel Research Council，簡稱，簡稱PVRC) /pvrc5. 歐盟承壓設(shè)備研究委員會(huì)歐盟

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

5、.9. 歐盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)歐盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) www.cenorm.be如何學(xué)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(xué)好這門課 緒論過程設(shè)備的基本概念過程設(shè)備的應(yīng)用過程設(shè)備的特點(diǎn)過程設(shè)備的基本要求過程設(shè)備設(shè)計(jì)概述本課程的內(nèi)容基本概念基本概念過程設(shè)備過程設(shè)備 完成物理或化學(xué)操作過程的設(shè)備，如物料的粉完成物理或化學(xué)操作過程的設(shè)備，如物料的粉碎、混合、儲(chǔ)存、分離、傳熱，反應(yīng)等操作的設(shè)備碎、混合、儲(chǔ)存、分離、傳熱，反應(yīng)等操作的設(shè)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(xué)的加工處理步驟。學(xué)的加工處理步驟。過程設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì) 是以生產(chǎn)某種新產(chǎn)品或改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的生是以生產(chǎn)某種新產(chǎn)品或改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)方法為目標(biāo)，研究各種生產(chǎn)方法的技術(shù)可行性和產(chǎn)方法為目標(biāo)，研究各種生產(chǎn)方法的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性，通過過程模擬、合成和優(yōu)化，提出最經(jīng)濟(jì)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(shè)備的應(yīng)用與我們的專業(yè)相關(guān)的過程及其設(shè)備：1.1.流體動(dòng)力過程（流體動(dòng)力過程（Fluid dynamical process）: :涉及的設(shè)備：泵 、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、管道和閥門等動(dòng)設(shè)備。哪些過程與我們相關(guān)？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(shè)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(guān)干燥, 蒸餾, 濃縮, 萃取等過程及裝備，如塔設(shè)備、干燥機(jī)、結(jié)晶器等。4.4.熱力學(xué)過程（熱力學(xué)過程（Thermodynamics process）: : 它涉及冷凍, 深度冷凍, 空氣分離等過程及設(shè)備，如冷凍機(jī)、氣體分離設(shè)備等。螺桿式冷凍機(jī)空氣分離制氮機(jī)它涉及固體物料的粉碎、造粒等過程及設(shè)備，如粉碎機(jī)、造粒機(jī)等。5.5

8、.動(dòng)量傳遞過程（動(dòng)量傳遞過程（Momentum transfer process）: : 球磨機(jī)它涉及化學(xué)反應(yīng)，如：合成、分解等過程及設(shè)備，如反應(yīng)鍋、氨合成塔。6.6.化學(xué)過程（化學(xué)過程（Chemical processChemical process）: : 過程設(shè)備的特點(diǎn)o 功能原理多種多樣功能原理多種多樣o 化機(jī)電一體化化機(jī)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(yīng)堆 = 圓筒外殼 + 核反應(yīng)零部件l 塔器 = 圓筒外殼 + 傳質(zhì)元件（浮閥、填料等）l 反應(yīng)釜 = 圓筒夾套 + 攪拌器l 壓縮機(jī)、真空泵 = 圓筒氣缸 +

9、 活塞l 透平機(jī)、泵 = 蝸殼 + 葉輪 過程裝備：動(dòng)設(shè)備+靜設(shè)備過程裝備=受壓外殼+功能內(nèi)件設(shè)備的外殼一般都是壓力容器設(shè)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(gè)封閉系統(tǒng)的容承受一定壓力，且與外界分開形成一個(gè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)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(shè)備的基本要求a.安全可靠o 材料的強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)和抗拉強(qiáng)度是鋼材常用的強(qiáng)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(qiáng)度的提高而降低。o 剛度是過程設(shè)備在載荷作用下保持原有形狀的能力。剛度不足是過程設(shè)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(jì)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(yùn)輸和安裝；d.易于操作、維護(hù)和控制o 操作簡單；o 可維護(hù)性和可修理性好；o 便于控制 e.優(yōu)良的環(huán)境