过程设备设计名词解释.docx

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过程设备设计名词解释

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Per表示。

3.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

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，提髙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.-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，或者中面的曲率、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。

20.•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。

21•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。

（Do/Di）max<=1.1-1.2.

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

24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n>2的短圆筒的界限，此特性尺寸称为临界

圆筒。

26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：

流体以较髙的流速通过床层，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。

32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。

34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。

35应变时效：

在较髙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。

36焊后热处理：

利用金属在髙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。

筒答

1•提高屈服承载能力的措施：

&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：

Q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、液面髙度、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•筒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0.85〜1.3倍范围内，即不得在如下范围内:

0.85几"V1.3氏如在范围内，应采取如下措施：

1增大塔的固有频率；2增大塔的阻尼3采取扰流装置

7•无理拒理论应用条件：

壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变，且构成壳体的材料的物理性能相同；壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和转矩作用；壳体的边界处的约束沿经线的切线方向，不得限制边界角度和挠度。

8•弹性模板的小挠度理论：

Q板弯曲时其中面保持中性b变形前位于中面法线上的各点，变形后仍位于弹性曲面的同一法线上，且法线上各点间的距离不变c平行于中面的各层材料互不挤压。

9•减少轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施：

Q缩短悬臂段搅

拌轴的长度b增加轴径c设置底轴承或中间轴承d设置稳定器

10机械密封的结构：

它由固定在轴上的动环及弹簧压紧装置、固定在设备上的静环以及辅助密封圈组成。

当转轴旋转时，动环和固定不动的静环紧密接触，并经轴上弹簧压紧力的作用，阻止容器内介质从接触面上泄漏。

A点是动环与轴之间的密封，属静密封，密封件常用O形环，E点是动环与静环作相对旋转运动时的端面密封，属动密封，是机械密封的关键。

两个密封端面的平面度和粗糙度要求较髙，依靠介质的压力和弹簧力使两端面保持密紧接触，并形成一层极薄的液膜起密封作用。

C点是静环与静环座之间的密封,属静密封oD点是静环座与设备之间的密封,

属静密封

11机械密封工作原理：

动环和静环之间的摩擦面称为密封面。

密封面上单位面积所受的力称为端面比压，它是动环在介质压力和弹簧力的共同作用下，紧压在静环上引起的，是操作时保持密封所必须的静压力。

端面比压过大，将造成摩擦面发热使摩擦加剧，功率消耗增加，使用寿命缩短；端面比压减小，密封面因压不紧而泄漏，密封失效。

12根据结构特点，管壳式换热器有哪几种主要类型？

如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用何种类型的换热器，说明选型的理由。

管壳式换热器可分为：

固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式、釜式重沸器。

如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用U型管式换热器。

因为U型管式换热器能够很好的清除由于管壳壁温差所引起的应力，且U型管式换热器便于清洗壳程。

U型管式换热器只有一个固定的管板，管子受热时可以自由膨胀，不影响壳程，故能很好的清除管壳壁温差引起的热应力，同时也便于清洗壳程，也能承受较髙的管程压力。

13请绘出一种机械密封结构筒图指出该结构可能存在的泄漏点。

14搅拌轴轴径确定的依据

（1）扭转变形

（2）临界转速（3）扭距和弯矩联合作用下的强度（4）轴封处允许的径向位移

15按传热方式或热传递原理进行分类，换热设备有哪几种主要形式，各有什么特点？

（1）直接接触式换热器：

它是利用冷热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器；

（2）蓄热式换热器：

它是借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器；（3）间壁式换热器：

它是利用间壁将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量通过间壁由热流体传递给冷流体；（4）中间载热体式换热器：

它是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。

16搅拌轴轴径确定的依据。

（1）扭转变形

（2）临界转速（3）扭距和弯矩联合作用下的强度（4）轴封处允许的径向位移

填空

1选择压力容器用钢的焊接材料时：

力学性能，抗拉强度2—般来说容器热处理的目的（作用）分为四种焊后热处理、恢复力学性能热处理、改善力学性能热处理、消氢热处理。

3管壳式换热器换热管与管板连接的详细划分有壘度凰、

4换热管的排列形式主耍是：

正三角形、转角正三角形、正

方形、转角正方形,不小于1・25倍。

5目前提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的措施大致有濬化

6厚壁筒体三个应力中，环向应力、径向应力7焊接接头系数应根据受压元件的焊接接头形式无损检测的

长度比例

8整体补强的型式有增加売体的厚度、厚壁管、整体锻件。

9低温低应力工况系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于

或等于・209,小于或等于钢材标准常温屈服点的1/6,空大于50MPa

10焊接接头与焊缝不同之处时：

焊接接头是墮塞、熔合区

11咬边的危害是：

破坏了焊接的连续性、降低了焊接接头的

力学性能、引起应力集中。

12卧式换热器的壳程为单相清沽流体时，折流板峡口应水平上下;垂直左右；通液口。

13GB151标准推荐的三种防短路结构有：

旁路挡板；挡管；

中间挡板。

14换热器的I级管束是指釆用有色金属管和不锈钢管、

精度等级II普通精度等级

15容器用钢在与温度2009应考虑氢腐蚀问题。

16GB150规定仅适用于锥壳半锥角aw60°的轴对称无折边

锥壳或折边锥

17外压计算中，只有当加强圈有足够大的性复时，才能改

变圆筒的外

18GB150规定凸形封头或球売的开孔最大直径dW0・5q。

19GB150规定锥壳与筒体的连接应釆用遂昭结构。

20GB150规定若条件许可推荐以厚壁管代替补强圈补强。

21法兰密封面主要有平形、凹凸、埜三种，其中后两种密封性能优

22内压筒体壁厚计算公式适用于单层、多层、热套筒体的

计算。

当法兰的径向应力Or超过许用值时：

厚度进行调节,而增加遂

23椭圆封头在外压下的稳定是针对封头的考虑的,

按当量球壳0・9

24垫片系数是针对法兰在操作状态下：

密封压力;亘。

25最大允许工作压力是根据容器壳体的生效星基；量小flLo

26设计锥形封头时，封头大端当锥壳半锥角a>30。

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a>45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。

2.0O31低温压力容器的结构设计要求均应有足够柔性约束；

温度;高应力;

32低温压力容器的支座需设置堡板不得直接焊在壳体上。

33外压及舆空容器的主要破坏形式是鱼定性去址；低温破坏

形式是脆性破坏。

34容器上凡被补强圈、支座、垫板35壳体加工成形后的最小厚度，应不包括腐蚀裕量o

36焊接街头由焊缝.熔合区、热影响区三部分组成。

38不等厚钢材对接若超过GB150中1024.3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。

40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壘匱和必要的塗性_。

42凸形封头的成形方法有冲压及旋压。

43在压力容器制造中，焊接接头表面不得裂纹、未焊透、未

44标准抗拉强度下限值大于540Mpa_;磁粉或渗透探

伤。

进行热处理及100%射

46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o

结构三部分。

48当换热器接管设计温度高于或等于3009时，应釆用对焊

法兰。

49强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的逊力_;

50不带膨胀节的固定管板换热器管子压缩应力，備体拉伸应

3009;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:

宣封性能_要求

较高；承受振动或疲劳载荷；有间隙腐蚀；釆用复合管板的场合。

53GB151規定，符合本规定要求的奥氏体不锈钢焊接钢管可用

相应钢号

作换热管，但不得用于极度危害介质；6.4MPa;

的无缝管

30外压和真空换热器以卫區进行压力试验。

54换热管与管板的常用连接方式有墮塞.

用L等型式。

8塔式容器裙座的形式有圆筒形和圆锥形两种。