过程设备机械设计基础

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1、过程设备机械设计基础主讲：陈建钧电话：64253622email：jjchen@ecust.edu.cnwebsite：www.chenjj.org使用教材课本使用课程设计使用2中国制造业现状按产量计算，2010年中国已经超过美国成为全球第一大制造国（中国制造产出占全球的19.8%，美国为19.4%）。这次夺回冠军位置终结美国110年的把守，而中国上一次称冠还是在19世纪。制造业产品出口额全球占比3中国制造业现状当前中国的制造业仍以加工业为主，在衡量一国制造业强盛与否的重要指标——装备制造业领域，中国仍与制造业发达国家存在较大差距。合成氨、尿素、乙烯等过程装置尚无法真正做到完全自主制造。4我国

2、进出口商品对比2010年我国与日本高端机械设备进出口逆差500亿美元，与德国逆差达400亿美元，这充分暴露了我国装备制造业“大而不强”的尴尬处境。出口商品进口商品5制造业的划分按照“技术特征”可将制造业分为两类：一类是以物质的化学、物理和生物转化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，多为流程性材料产品，产品计量不计件，连续操作，生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程工业（过程制造业），如涉及化学资源和矿产资源利用的产业（石油化工、冶金）等；另一类是以物件的加工和组装为核心的产业，根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物质的内在结构，仅改变大小和形状，产品计件不计量，多为非连续操作，

3、这类工业可统称为装备制造业。过程制造业为装备制造业提供原材料，同时装备制造业为过程制造业提供制造装备6过程工业的定义过程：将原材料制备成产品的一系列物理、化学或生物的加工处理步骤过程工业：指以改变物料的化学和物理性能为主要目标的加工业。特点：连续性7我国过程工业包含的范围按行业分类的过程工业包含在其它行业中的过程工业食品加工业金属表面处理及热处理业食品制造业铸件制造业造纸及纸制品业粉末冶金制品业印刷业绝缘制品业石油加工及炼焦业集成电路制造业(部分生产环节)化学原料及化学制品业电子元件制造业(部分生产环节)医药制造业烟叶复烤业化学纤维制造业纤维原料初步加工业橡胶制品业棉纺印染业塑料制品业毛染整业

4、非金属矿物制造业丝印染业黑色金属冶炼及压延加工业火力发电业有色金属冶金及压延加工业煤气生产业自来水生产业8典型化工过程—甲醇合成???+??→?????转化炉冷却塔压缩机二氧化碳水蒸汽天然气反应传热压缩甲醇冷凝塔分馏塔合成反应器CH3OH传热分离反应9典型化工流程—甲醛合成?????+??→????+???压缩机反应器冷却塔甲醇空气压缩反应传热离子交换塔吸收塔甲醛HCHO离子交换分离10地沟油的提纯反应器离心机真空吸附设备地沟油反应脱水脱色填料式脱臭塔过滤机生物柴油脱臭过滤11过程设备分类12典型过程设备加氢反应器核反应堆高压杀菌釜超临界萃取装置13压水堆(pressurizedwaterre

5、actor)原理图福岛核电站(沸水堆)事故：主泵断电导致回路冷却失效，堆芯熔融，核物质泄露。14AP1000(AdvancedPassivePWR)1.反应堆芯4.被动冷却水箱2.蒸汽发生器5.金属保护罩3.稳压器6.涡轮机15蒸汽弹射器(Steamcatapult)16自然吸气和涡轮增压发动机一个活塞作一次功有四个行程：1.下行（进气门打开，存在压力差，空气和燃油的混合气在压力差的作用下进入汽缸）2.上行（进气门关闭，压缩混合气，活塞上行到最高点时点火）3.又下行（混合气燃烧膨胀，推动活塞对外作功，输出动力）4.又上行（排气门打开，排气）。17外压容器(Externalpressureves

6、sel)蛟龙号是由我国自行设计、自主集成的载人深潜器神舟飞船是中国自行研究、自行制造，具有完全自主知识产权的载人飞船蛟龙号18失效事故2016年8月11日下午，湖北当阳市马店矸石发电有限责任公司热电项目在建调试过程中，发生高压蒸汽管道爆炸事故，致21死5伤。19过程设备基本要求1.安全可靠性•材料强度高、韧性好•材料与介质相容•结构有足够的刚度和抗失稳能力•密封性能2.满足过程要求•功能要求•寿命要求20过程设备基本要求3.综合经济性好•生产效率高、消耗低•结构合理、制造简便•易于运输和安装4.易于操作维护和控制•操作简单•可维护性和可修理性好•便于控制5.优良的环境性能21过程设备失效形式薄

7、壁容器韧性断裂厚壁容器脆性断裂外压失稳表面腐蚀22典型失效显微金相图解理断裂—脆性断裂韧窝—韧性断裂疲劳灰纹晶界孔洞23严重事故—罗家寨井喷2003年冬，重庆开县中石油川东北气田罗家寨16号井发生井喷事故，剧毒硫化氢夺走了243条人命，4000多人中毒就医，10万人疏散。按照当地政府的统计数据，此次井喷直接经济损失达6432.31万元。事故调查专家组的专家鉴定报告表明：2003年12月21日下钻的