27055 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)

一、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求

《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》是我省高等教育自學(xué)考試化工工藝（?？贫危┑囊婚T專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的教學(xué)目的是使應(yīng)考者獲得有關(guān)桿件和板殼的基礎(chǔ)力學(xué)理論和金屬材料的基本知識；初步具備中、低壓壓力容器和幾種典型化工設(shè)備的設(shè)計、使用和管理方面的能力；了解熟悉有關(guān)壓力容器監(jiān)察管理的有關(guān)標準和法規(guī)；本課程是化工工藝專業(yè)的專業(yè)課程。

本課程以“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“機械制圖” 、“化工原理”等課程為基礎(chǔ)。 二、考核目標（考核知識點、重點和要求）

第一篇 力學(xué)基礎(chǔ)

（一）考核知識點

1、從構(gòu)件的已知外力求取未知外力的基本方法 2、金屬材料的力學(xué)性能 3、強度條件的建立與應(yīng)用 4、應(yīng)力的概念與計算

（二）考核重點

1、構(gòu)件的受力分析與平衡規(guī)律 2、金屬材料的力學(xué)性能 3、構(gòu)件受拉（壓）、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的強度計算

（三）考核要求

1、構(gòu)件的受力分析以及平衡規(guī)律 掌握①力、力矩、力偶的定義及其性質(zhì)；②約束的特點、約束反力的表達方式；③力的平移定律的內(nèi)容、實質(zhì)與應(yīng)用；④平面力糸的簡化；⑤平面力糸的平衡及平衡方程的應(yīng)用；⑥桿件的受力圖。

2、金屬材料的力學(xué)性能 掌握①材料的彈性變形與塑性變形；②線應(yīng)變；③內(nèi)力與應(yīng)力的概念；④虎克定律；⑤反映材料的強度高低、塑性好壞、抵抗彈性變形能力的強弱、韌性、硬度五方面性能指標的含義和表示方法。 了解①材料變形量的度量；②材料的拉（壓）、彎曲、沖擊和硬度試驗。

3、構(gòu)件受拉（壓）和剪切的強度計算 掌握①強度條件的表達方式；②構(gòu)件受拉（壓）時的強度計算方法；③剪應(yīng)變和構(gòu)件受剪切時的強度實用計算。 了解構(gòu)件的擠壓強度計算。

4、梁的彎曲 掌握①受彎曲梁截面內(nèi)的兩種內(nèi)力及其計算；②彎曲正應(yīng)力沿截面的分布情況；③梁的彎曲正應(yīng)力強度條件；④矩形、圓軸等截面的軸慣性矩和抗彎截面模量。 了解①梁的形狀、支座及分類；②一般常用截面的幾何性質(zhì)和受彎曲構(gòu)件的合理截面；③彎曲梁的變形和剛度條件； ④彎曲梁中的剪應(yīng)力。

5、圓軸的扭轉(zhuǎn) 掌握①轉(zhuǎn)速、扭矩與功率的關(guān)系；②扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力及其沿截面的分布情況； ③實心圓軸和空心圓軸截面的極慣性矩和抗扭截面模量；④轉(zhuǎn)軸的強度條件；⑤剪切虎克定律。 了解①攪拌軸的功能；②轉(zhuǎn)軸受扭轉(zhuǎn)時的變形與內(nèi)力；③轉(zhuǎn)軸在外力偶作用下的剛度條件。 第二篇 壓力容器

(一)考核知識點

1、壓力容器常用材料的性能 2、壓力容器的應(yīng)力分類與強度 3、外壓容器與壓桿的穩(wěn)定性 4、壓力容器的結(jié)構(gòu)及

（二）考核重點

1、化工設(shè)備常用金屬材料的性能及選用 2、壓力容器的應(yīng)力分析和強度計算 3、外壓容器與壓桿的穩(wěn)定 4、壓力容器的結(jié)構(gòu)及

（三）考核要求

1、常用金屬材料的性能及選用 掌握①碳鋼的性能、分類和牌號；②鑄鐵的性能、分類和牌號；③合金元素在鋼鐵中的作用，常用的低合金鋼和高合金鋼。 了解①金屬的晶體結(jié)構(gòu)；②鋼的熱處理方法；③鍛件的分類與應(yīng)用；④壓力容器和化工設(shè)備選材的基本原則與規(guī)定。

2、壓力容器的應(yīng)力分析 掌握①不同形狀回轉(zhuǎn)殼體（筒形、球形、橢圓形、錐形）中的薄膜應(yīng)力；復(fù)雜應(yīng)力下強度理論的概念。 了解①回轉(zhuǎn)殼體的幾何性質(zhì)； ②圓形平板中的彎曲應(yīng)力與邊界區(qū)域的二次應(yīng)力；③壓力容器三種應(yīng)力的強度條件的區(qū)別。

3、內(nèi)壓容器的強度計算 掌握內(nèi)壓圓筒形殼體、球形殼體、半球形和標準橢圓形封頭的壁厚計算和強度校核。 了解①壓力容器設(shè)計參數(shù)的確定；②其他形式封頭的強度計算方法。

4、外壓容器與壓桿的穩(wěn)定性 掌握①外壓長圓筒與短圓筒的臨界壓力的計算方法；②外壓圓筒的計算長度與臨界長度的計算方法；③加強圈的作用；壓桿的柔度；④細長壓桿的臨界應(yīng)力的計算方法。 了解①外壓容器與壓桿的穩(wěn)定概念；②外壓圓筒、封頭與壓桿許用外壓的計算。

5、壓力容器的結(jié)構(gòu)及

6、壓力容器的檢驗與管理 掌握①壓力容器的類別的劃分；②壓力試驗與氣密試驗的方法和要求。 了解①《容規(guī)》和GB150兩法規(guī)文件涉及的主要內(nèi)容和管轄范圍；②壓力容器的設(shè)計管理、制造管理和使用管理；③壓力容器定期檢驗的類別、期限和內(nèi)容；④壓力容器的安全狀況等級。 第三篇 典型化工設(shè)備

（一）考核知識點

1、管殼式換熱器 2、板式塔 3、反應(yīng)釜

(二)考核重點

1、管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)、主要零部件 2、板式塔的組成與結(jié)構(gòu) 3、反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)、主要部件

（三）考核要求

1、管殼式換熱器的總體結(jié)構(gòu) 了解管殼式換熱器的組成結(jié)構(gòu)，四種形式管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點。

2、管殼式換熱器的主要零部件 掌握①固定管板換熱器產(chǎn)生的軸向熱應(yīng)力及減緩措施；②換熱管與管板的連接方式；③波形膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)；④折流板的作用、結(jié)構(gòu)與固定方式。 了解①管箱的結(jié)構(gòu)組成，②管束的布置，③管板受力的定性分析；④裙式支座的結(jié)構(gòu)。

3、板式塔的組成 了解①板式塔的總體結(jié)構(gòu)，②塔盤的結(jié)構(gòu)種類，③塔頂?shù)踔慕Y(jié)構(gòu)，④保溫裝置的固定。 掌握裙式支座的結(jié)構(gòu)。

4、反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)、主要部件 了解①反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)，②釜體的容積、壁厚，③傳熱裝置的類型、結(jié)構(gòu)，④傳動裝置的系統(tǒng)組成，⑤兩種軸封類型的比較、應(yīng)用，⑥攪拌器的功能； ⑦公差與配合的基本知識。 掌握①釜體的長徑比；②常用攪拌器的形式和特性。三、有關(guān)說明和實施要求

（一）關(guān)于考核要求的說明

為使考核內(nèi)容具體化，本大綱對各篇規(guī)定了考核要求，考核要求中按“了解”、“掌握”兩個層次規(guī)定應(yīng)達到的能力層次要求。其含義是：

了解：要求了解有關(guān)概念原理、公式結(jié)論的形式、意義，不要求強背記。

掌握：要求熟記，在此基礎(chǔ)上能全方位地把握基本概念、原理、定義、公式，懂得其物理意義和應(yīng)用。

（二）自學(xué)方法的指導(dǎo)

本課程是一門工程性、應(yīng)用性較強的課程、包涵了“靜力學(xué)”、“材料力學(xué)”，“金屬材料及熱處理” 以及“化工容器設(shè)備設(shè)計”等課程的內(nèi)容，頭緒較多且涉及面較寬；學(xué)習(xí)時應(yīng)在全面了解的基礎(chǔ)上，掌握與生產(chǎn)實踐有關(guān)的應(yīng)用性強的內(nèi)容。如：力學(xué)部分中的平面力系的簡化與平衡；拉（壓）、彎曲、扭轉(zhuǎn)及剪切的概念與應(yīng)力計算方法等；化工容器設(shè)計部分中回轉(zhuǎn)薄殼的幾何性質(zhì)與應(yīng)力計算，內(nèi)、外壓圓筒設(shè)計等；典型化工設(shè)備部分中的三種設(shè)備結(jié)構(gòu)、類型、特點及主要零部件的結(jié)構(gòu)等。

（三）自學(xué)教材

本課程使用教材為：《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》，董大勤編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年。

（四）關(guān)于命題和考試的若干規(guī)定

1、本課程命題內(nèi)容在本大綱所規(guī)定的范圍以內(nèi), 覆蓋各篇的重點章節(jié)，不任意擴大或縮小考試范圍。

2、本課程考試試卷可能采用的題型有選擇題、填空題、簡答題及計算題。

3、考試方式為閉卷筆試，考試時間為150分鐘。評分采用百分制，60分為及格。 　附錄 題型舉例 一、選擇題

在下面每小題的4個備選答案中選出一個正確答案，并將其字母標號填入提干的括號內(nèi) 1. 對鋼材性能有害的元素是（ ） A. Cr B. P C. Ni D.Mn

二、填空題

2. 攪拌反應(yīng)釜常用的傳熱裝置是在釜體外部設(shè)置夾套或在釜體內(nèi)部設(shè)置。 三、簡答題

3. 隨著鋼中含碳量的增加，剛的強度、硬度和塑性分別會有什么變化？ 四、計算題

4. 內(nèi)徑Di=1600mm的容器筒體，配一半球形封頭，已知設(shè)計壓力為1.7Mpa，材料的許用應(yīng)力[σ]=110Mpa，焊縫系數(shù)φ=0.85，求該封頭的計算壁厚。