【化工机械基础】知识点概述:
化工机械基础是工程领域中涉及化学工程与机械工程交叉的一门学科,主要研究化工生产设备的设计、制造、运行与维护。本篇内容涉及到的知识点包括齿轮传动、压力容器的设计和强度校核、反应釜锥形底的壁厚计算以及封头形式的选择。
1. **齿轮传动计算**:
齿轮传动的基本参数包括齿数、模数、分度圆直径等。在一对标准直齿圆柱齿轮传动中,中心距a、小齿轮齿顶圆直径da1、小齿轮齿数Z1可以用来求解大齿轮的分度圆直径。通过中心距公式a=1/2(Z1+Z2)m和齿顶圆直径公式da1=(Z1+2)m,可以计算出齿轮模数m和大齿轮的齿数Z2,进而得到大齿轮分度圆直径d2=mZ2。
2. **压力容器水压试验强度校核**:
压力容器的水压试验用于检验其在设计压力下的强度。对于给定的脱水塔,其壁厚、工作温度、工作压力、材料属性都是校核的关键因素。使用水压试验应力公式,结合材料在特定温度下的许用应力,可以计算出实际工作状态下容器壁厚的安全性。案例中通过内插法得到工作温度下的许用应力,并进行校核,确认满足强度要求。
3. **反应釜锥形底壁厚设计**:
反应釜的锥形底设计涉及到材料选择、压力、温度等因素。对于半顶角大于30°的锥体,通常采用带折边的结构。锥体厚度计算要考虑材料的许用应力、设计压力、几何尺寸等,通过公式计算得到所需壁厚。同时,过渡区的厚度也需单独计算,并确保与锥体厚度匹配。
4. **容器筒体和封头壁厚设计**:
容器壁厚设计依据设计压力、设计温度和材料属性。对于封头形式的选择,通常会比较不同类型的封头(如半球形、碟形、椭圆形)在受力性能、制造难度和成本上的差异。这里推荐使用标准椭圆形封头,因为它在受力和制造上具有优势,同时考虑钢板厚度负偏差进行壁厚圆整。
5. **压力容器强度校核(乙烯储罐)**:
对于乙烯储罐,其壁厚、工作压力和工作温度也是强度校核的重要参数。16MnR材料在特定低温下的许用应力需考虑,同样采用水压试验进行强度验证,加上焊接接头的探伤检查,确保储罐的安全性。
这些知识点体现了化工机械设计中的基本原理和计算方法,对于理解和解决实际工程问题至关重要。在学习过程中,学生需要掌握齿轮理论、压力容器设计规范、材料力学性能、热处理对材料性能的影响以及焊接工艺等相关知识。