广东工业大学 设备基础-复习资料

1、一二班的考试题型：一、 名词解释（20分，5题）二、 判断题（20分，10题，判断加理由各为1分）三、 填空题（10分，10题）四、 问答题（50分，4-5题）考试内容：第二章：一、材料的力学性能（弹性模量、刚度、塑性、强度、硬度） 刚度是指零件在载荷作用下，抵抗弹性变形的能力。 提高零件刚度的措施通常是适当增大截面尺寸，改进结构或减少支点间距离等。 强度是固体材料抵抗外力作用下发生塑性变形和断裂的特性。常用于表征强度的指标有屈服点和抗拉强度等。 屈服：金属材料承受载荷作用，当载荷不再增大或缓慢增加时，仍发生明显的塑性变形，习惯上称为“屈服”。 屈服极限：当材料开始产生屈服现象时的应力，亦即开

2、始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，以s表示，单位为MPa。它反映出材料抵抗塑性变形的能力。 条件屈服强度：大多数金属合金材料没有明显的屈服点，导致测定屈服点比较困难，通常按其产生永久变形量等于试件原长的0.2%时的应力称为屈服强度，或叫“条件屈服点”，“条件屈服强度”，记为0.2。 疲劳强度:是指材料在经受N次应力循环而不断裂时所能承受的最大应力，以-1（纯弯曲疲劳），1（扭转疲劳）表示，单位为MPa。 通常应力循环次数N不可能是无限次，一般取106108次时的最大应力为其疲劳极限，即疲劳强度-1（Mpa）。 疲劳强度还有脉动循环变应力作用下的疲劳强度，脉动循环变应力是指其大小周期性变化

3、，但方向不变的应力状态，这种应力状态作用下的疲劳强度用0表示。 金属材料的疲劳强度一般远低于其屈服点，因出现疲劳破坏时，材料是长期承受大小和方向周期性变化的交变载荷作用，在这种交变载荷作用下的破坏称为疲劳破坏 抗拉强度（b）：金属材料承受拉力，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值，称为抗拉强度，它是试件在拉断前承受的最大负荷应力，以b（Mpa）表示。 屈强比愈小，则相反，相比之下材料的塑性较高而强度较低。在使用上，通常是希望材料的屈强比大些较好。 硬度是指金属材料抵抗其它物体刻划或压入表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。用标准试验方法测得的表

4、面硬度是材料耐磨能力的重要指标。 塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力 给水排水工程设备中有大量的容器装置，良好的塑性材料可顺利地进行容器的成型工艺，如弯曲、冲压和焊接等。常用表征塑性的指标有延伸率和断面收缩率。二、碳素钢的分类与牌号2、钢的编号钢的品种繁多，为了便于选择和使用，必须制定科学的编号系统。编号的要求是用简明的符号将钢中所含元素的大致百分数表示出来。有时通过编号还能说明钢的性能特征。（1）普通碳素结构钢这类钢主要保证机械性能，故其牌号用Q+数字表示，其中“Q”为“屈”字的汉语拼音字头，数字表示屈服强度值，例如Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。若牌号后面标

5、注A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。若在牌号后标注字母F则为沸腾钢，未加标注的为镇静钢。例如Q235-A-F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢主要用于制造各种机器零件，这类钢的硫、磷含量都限制在0.040%以下。例如含碳为0.45%左右的优质碳素结构钢编号为45钢；含碳0.08%左右的低碳钢称为08钢等。若钢中含锰较高则在钢号后面附以锰的元素符号Mn如15Mn、45Mn等。（3）碳素工具钢这类钢的含碳量较高，一般介于0.651.35之间。它的硫、磷含量限制得更严格些。一般的碳素工具钢均属于优质钢。当硫、磷含量分别限制在0.0

6、30%以下时则为高级优质工具钢。碳素工具钢的编号是以“T”（碳的汉语拼音字头）开头，后面标以数字表示含碳量的千分之几。例如T8就是代表平均含碳量为0.8%的碳素工具钢；若为高级优质碳素工具钢，则在编号最后加以A，例如T8A、T13A三、合金钢（不锈钢） 不锈钢分为以铬为主的铬不锈钢和含镍的铬镍不锈钢，不锈钢耐腐蚀的主要元素是铬，在氧化介质中，铬能生成一层致密的氧化膜，对钢材起到保护而耐腐蚀。(1)铬不锈钢 铬不锈钢耐腐蚀能力的强弱与钢中的含碳量和含铬量多少有关，通常不锈钢中含碳量越少，含铬越多则耐腐蚀能力愈强。研究发现，当含铬量大于11.7%时，钢的耐腐蚀性就能显著提高，在实际应用的不锈钢中，

7、平均含铬量都在13%以上。如1Cr13和2Cr13，经调质后有较高的强度与韧性，对弱腐蚀介质，如浓度不高的弱酸、淡水、海水、蒸气、潮湿大气条件下，具有足够耐腐蚀性。(2)铬镍不锈钢 铬镍不锈钢含碳量低，有较高的含铬量，同时有一定的含镍量，其典型用钢是1Cr18 Ni9。 1Cr18 Ni9的碳含量C0.14%，Cr17%19%，Ni8%11%，通常以其Cr，Ni的平均含量“18-8”来表示这种钢号。这种钢经热处理后能有较高的强度、较低的屈服极限，极好的塑性和韧性，它的焊接性能和冷加工冲压成形工艺性也很好，是当前用来制造各种容器、贮槽、阀门等化工设备的常用不锈钢。此外，18-8型高铬镍不锈钢在强

8、氧化性介质中也具有很高的耐腐蚀性，但在还原性介质（盐酸、稀硫酸）中则不耐腐蚀。为此，常在这种不锈钢中加入合金元素Mo，Cu等增强其耐腐蚀能力。五、 钢的热处理（退火、正火、淬火、回火及调质）钢的热处理热处理，就是将钢在固态范围内加热到一定温度后，保温一段时间，再以一定的速度冷却的工艺过程。钢的常用热处理方法包括退火、正火、淬火、回火以及调质、渗碳等。1) 退火是把钢制零件加热到一定温度，保温一段时间后，使其随炉冷至室温的处理过程。退火能使金属晶粒细化，组织均匀，可以消除零件的内应力，降低硬度，提高塑性使零件便于加工。 2) 正火又称正常化处理，其工艺过程与退火相似，不同之处是将保温后的零件放到

9、空气中冷却。正火的作用也与退火基本相同。但由于零件在空气中冷却速度比炉内较快，故其硬度与强度比退火要高。3) 淬火是把零件加热到一定温度，保温一段时间后，将零件放入水（油或水基盐碱溶液）中急剧冷却的处理过程。淬火可以大大提高钢的硬度和强度，但材料的韧性降低，同时会产生很大的内应力，使零件有严重变形和开裂的危险。因此，淬火后必须及时进行回火处理。4) 回火是把经过淬火的零件重新加热到一定的温度（低于淬火的温度），保温一段时间后，置于空气或油中冷却的处理过程。回火可以消除由于淬火产生的内应力，同时还可以使材料获得较高的综合机械性能。 回火材料所能获得的具体机械性能与回火加热温度有关。根据回火温度的

10、不同，通常分为低温回火、中温回火和高温回火三种。(1)低温回火（150250）可大部分保留淬火所得的性能，主要目的是消除淬火产生的内应力，仍有很高的硬度和耐磨性。(2)中温回火（350500）除消除内应力外，还可得到很高的弹性。(3)高温回火（500650），这种回火通常称为调质处理。调质处理可使零件获得较高的强度与较好的塑性和韧性，可以得到良好的综合机械性能。但并不是所有的钢都适合进行调质处理的，通常是含碳量在0.35%0.5%的中碳钢和中碳合金钢才能进行这种处理，因此这类钢也叫做调质钢。六、 有色金属材料（复合材料） 复合材料就是由两种或更多种的物理和化学本质不同的物质，人工制成的一种多相

11、固体材料。六、給排设备常用材料的选择原则（） (1)满足力学性能等工艺和机械性能要求。具有足够的强度、良好的连接性能和其他加工性能。 （2）满足腐蚀方面的要求。不污染水质。 （3）满足材料的经济性。应考虑到维修、更新等因素在内的最经济的材料，货源充足，便于采购。第三章：u 一、影响腐蚀的因素（化学&物理因素）u 化学因素1）pH酸溶性金属的氧化物在pH低时更易溶解故腐蚀加重两性金属的氧化物在低和高pH溶解，故在中间pH便于保护贵金属不腐蚀不受pH影响。2）溶解盐类氯离子、硫酸根离子能穿透钝化金属的氧化物保护膜，促进局部腐蚀、和碱度可沉淀产生保护层。3）溶解气体CO2降低pH促进腐蚀；O2起阴极

12、去极化作用，缺O2处形成阳极区；N加重空蚀；H2S促进酸性侵害，形成沉积物 ；Cl2促进酸性侵蚀，剥离缓蚀剂所形成保护膜。4）悬浮固体形成沉淀物促进氧浓差电池腐蚀。5）微生物促进酸侵蚀、氧浓差电池腐蚀、阴极去极化、原电池腐蚀。u 物理因素1）相对面积在原电池偶中，阴极与阳极面积比增加时，腐蚀也随之加重。2）温度 温度增加有利于氧的去极化，降低释放氢的极化作用，故促进腐蚀；高温部位相对其它部位成为阳极区较高温度使金属电位改变，导致原电池电极倒转。3）速度高流速促进窘损腐蚀，冲走起钝化作用的腐蚀产物;低流速增加沉积物，增加氧浓差腐蚀，降低缓蚀剂到达金属表面起保护膜作用。4）传热 溶解氧在高温表面部

13、位释放出来促进形成浓差电池。5）冶金表面缺陷部位易形成阳极；内部应力促进形成阳极；部位金属夹杂物、晶粒边界沉淀物、不同晶粒相邻处等都能促进形成阳极。二、常见的腐蚀破坏形式（全面腐蚀、局部腐蚀）全面腐蚀特征：腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。局部腐蚀腐蚀集中在金属表面局部地区，而其它大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。 电偶腐蚀电偶腐蚀：两种金属在同一介质中接触，腐蚀电位不相等，便有电偶电流流动，电位较低金属局部腐蚀,电位较高的金属，溶解速度减小。亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。 小孔腐蚀小孔腐蚀：金属表面局部出现向深处发展的腐蚀小孔，其余地区不被腐蚀或者只有轻微腐蚀，

14、也称孔蚀或点蚀。控制： 合金的成分和组织：孔蚀的敏感性与合金的成分、组织以及冶金质量有密切的关系。 介质的组成和状况：尽量降低介质中卤素。 缓蚀剂：硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐及碱等。 阴极保护 ：金属电极电位控制在孔蚀保护电位以下。 缝隙腐蚀 缝隙腐蚀：腐蚀发生在缝隙内。发生和发展机理与孔蚀很相似，存在缝隙是表面缺陷，缝隙内是缺氧区，成为阳极而迅速被腐蚀。防止：消除缝隙。 尽可能避免形成缝隙和积液的死角。 对不可避免的缝隙，要采取相应的保护措施。 尽量控制介质中溶解氧的浓度，使溶氧浓度低于5106mol/L，这样在缝隙处就很难形成氧浓差电池。 晶间腐蚀 晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料

15、的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀现象。腐蚀从表面沿着晶界深入内部，外表看不出腐蚀迹象，可用金相显微镜看出呈网状腐蚀，失去强度 选择性腐蚀选择性腐蚀：多元合金在电解质溶液中由于组元之间化学性质的不均匀，构成腐蚀电池。含有不同成分的金属材料，在一定的条件下，其中一部分元素被腐蚀浸出，只剩下其余组分构成的海绵状物质，强度和延性丧失，称为选择性腐蚀，例如黄铜在腐蚀介质中被锌浸出，灰口铸铁脱铁。（3）应力作用下的腐蚀 应力腐蚀开裂:腐蚀和拉应力同时作用下使金属产生破裂，称为应力腐蚀。大致过程为：金属表面生成的保护膜在拉应力作用下，产生局部腐蚀，产生孔蚀或缝隙腐蚀，孔

16、蚀或缝隙腐蚀一方面向纵深发展，一方面由于拉应力作用使缝隙两端的膜反复破裂，腐蚀沿着与拉应力垂直的方向前进，造成裂缝，严重时发生断裂。 发生应力腐蚀的三个必要条件：敏感的合金、特定的介质和一定的静应力。应力腐蚀的机理：阳极溶解机理：应力腐蚀裂纹的形成与扩展是阳极通道的形成与其延伸的过程。氢脆机理：阴极析氢反应在金属表面形成的吸附氢原子渗入内部引起氢脆，是导致应力腐蚀的主要原因。防止：正确选材: 避免构成应力腐蚀体系，减轻应力腐蚀的敏感性。合理设计、改进制造工艺 ：尽量减小应力集中效应。改善环境介质：消除或减少介质中促进应力腐蚀的有害物质，加入适当的缓蚀剂。电化学保护：外加电流极化，使金属的电位远

17、离应力腐蚀敏感区 腐蚀疲劳腐蚀疲劳：腐蚀介质和交变应力协同作用所引起的材料破坏的现象。特点： 没有真实的疲劳极限； 在任何腐蚀介质中都可能发生； 性能与载荷频率、应力以及载荷波形有密切关系； 裂纹往往是多源的。防止： 正确选材；合理设计、改进制造工艺 和结构设计应避免应力集中；改善介质条件；电化学保护。 磨损腐蚀磨损腐蚀：流体介质与金属之间或金属零件间的相对运动，引起金属局部区域加速腐蚀破坏的现象，简称磨蚀。磨蚀又可分为湍流腐蚀、空泡腐蚀和摩振腐蚀。湍流腐蚀空泡腐蚀摩振腐蚀三、防腐措施（管道外防腐、电化学保护）（1）防蚀结构设计原则： 构件形状尽量简单、合理 简单的结构件易于采取防腐措施、排除

18、故障，便于维修、保养和检查。 避免残留液和沉积物造成腐蚀 应力求将容器、设备内部的液体排净，避免滞留的液体、沉积物遗留在出口管及底部造成浓差腐蚀或沉积物腐蚀。 防止电偶腐蚀 材料相同；电偶序相近；大阳极小阴极的有利结合，避免大阴极小阳极的危险连接。 防止缝隙腐蚀 连接除焊接外还有铆接、销钉连接、螺栓连接、法兰连接等。为了防止缝隙腐蚀，可采用如下措施：以焊接代替铆接。改善铆接状况。在铆缝中可填入一层不吸潮的垫片。容器底部的处置。不要直接与多孔基础（如土壤）接触，要用支座等与之隔离开。法兰连接处垫片不宜过长，尽量采用不吸湿的材料作垫片。避免加料时溶液飞溅到器壁，引起沉积物下的缝隙腐蚀。因此加料口应

19、尽量接近容器内的液面。 防止液体的湍流腐蚀 设计时应注意避免过度的湍流、涡流。避免外形和形状的突变，会引起超流速与湍流的发生。管线的弯曲半径应尽可能大，避免直角弯曲。在高流速接头部位，不要采用T型分叉结构，应采用曲线逐渐过渡结构。 避免应力过分集中尖角以圆角过渡；施焊时把焊口加工成相同的厚度。减少聚集的、交叉的和闭合的焊缝；施焊时保证被焊接金属结构能自由伸缩。内孔焊接法比涨管法好，既减少缝隙，又减小应力腐蚀破裂。 设备和构筑物的位置要合理 设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送设备或排泄设备应与电控设备留有一定的安全距离。电气控制等设备应尽可能避开具有腐

20、蚀性的环境，如在含有或可能泄漏Cl2、HCl、H2S等腐蚀性和有毒性气体的局部环境中，要尽量避免布置电气设备或未做防腐处理的其他设备（2）防蚀强度设计（3）其它防蚀设计 使用防蚀涂料、电化学保护、缓蚀剂或电镀、化学镀、化学转化膜等其它工艺性防腐蚀措施等二、管道的电化学保护 是根据金属电化学腐蚀原理对金属设备进行保护的一种有效方法。按照作用原理不同，分为外加电源法和牺牲阳极法。 其原理就是向被保护的金属通入阴极电流，消除金属因成分不同造成的电位差，使腐蚀电流降为零，从而保护金属免遭电化学腐蚀 外加电流的阴极保护优点：可用在要求大保护电流的条件下，当使用不溶性阳极时，其装置耐用。缺点：经常维护、检

21、修，要配备直流电源设备；附近有其它金属设备时可能产生干扰腐蚀，需要经常的操作费用。 牺牲阳极阴极保护优点：不用外加电流；施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于安装电源困难、需要局部保护的场合。缺点：只适于需要小保护电流的场合。且电流调节困难，阳极消耗大，需定期更换。常用的管道外防腐技术1)石油沥青防腐广泛应用的一种外防腐涂层。其优点为：货源充足、价格较低、施工艺已经成熟。其缺点为：吸水率大(可达20)、易被细菌侵蚀、使用寿命较短、防腐效果较差。适用于室内、外管道，埋地长输(水、气、油)碳素钢及低合金钢管道的防腐蚀工程2)环氧煤沥青防腐 环氧煤沥青防腐具有以下优点：耐水性、防腐性能均较好

22、；漆膜坚韧、附着力好、机械强度高；成膜涂层的耐化学介质、电绝缘性能、耐微生物侵蚀、耐海水性能都较稳定；使用寿命较长。特别是吸水率小、不受微生物侵蚀远远超过石油沥青。为了正确使用环氧煤沥青涂料，保证涂料和防腐层质量，适用于介质温度不高于110的埋地输水、气、油的钢质管道外壁防腐蚀工程。3)聚乙烯防腐 采用挤出法包覆聚乙烯防腐层的埋地钢质管道(以下简称包覆管)生产及施工技术。输送介质的温度范围为：高密度聚乙烯包覆管80；低密度聚乙烯包覆管60。4)聚乙烯胶带防腐 埋地钢质管道聚乙烯胶带防腐层适用于埋地钢质管道的外壁防腐蚀工程，也适用于其它防腐层的补口、补伤作业。5）聚乙烯、聚氨酯泡沫塑料防腐 埋地

23、钢质管道输送介质温度不超过100时，防腐保温层可采用聚乙烯塑料保护层和硬质聚氨酯泡沫塑料保温层(以下简称保温层)的复合结构第四章：u 一、焊接的种类（熔化焊、压力焊、钎焊）焊接的定义，就是在两块金属之间，用局部加热或兼有加压等手段借助于金属内部原子的结合力，使金属连接成牢固整体的一种加工方法。u 熔化焊： 它的特点是，利用局部加热（两块金属的接头处）的方法，将焊件的结合处加热到熔化状态，并加入填充金属，凝固后，彼此焊合在一起。常见的电弧焊、气焊等均属于这一类，也是给水排水工程设备加工最常用的焊接工艺。u 压力焊： 它的特点是，焊接时焊件一般局部加热（两块金属的接头处），并施加一定的压力，使两个

24、结合面紧密接触在一起并产生一定的塑性变形，从而使两个焊件结合起来。电阻焊、高频焊都属于这一类。u 钎焊： 它的特点是将两块金属加热而不熔化，对焊件和填充金属用钎料进行适当的加热，焊件金属不熔化，只有填充在接头间的钎料熔化（因其熔点比被焊金属低），待钎料（填充到焊件之间的连接处）凝固后，即把两块金属彼此连接起来。 三大类中，以熔化焊中的电弧焊应用最广，其中尤以手工电弧焊应用最为广泛二、气焊（中性焰、碳化焰、氧化焰）气焊是利用可燃气体燃烧的火焰产生热量熔化母材和填充金属进行焊接方法。最常用的气体是乙炔（可燃气体）和氧气（助燃气体）焊丝 气焊丝一般是光金属丝，用作填充金属并与熔化的焊件金属一起形成焊

25、缝。 焊剂 焊剂的作用是去除熔池中形成的氧化物等杂质，保护熔池金属，并增加液态金属的流动性。 特点： 1) 气焊热源的温度较低，热量分散，加热缓慢，生产率低，工件变形严重，接头质量不高。 2) 火焰易于控制，操作简便，灵活性强，设备不需电源 适用：焊接厚度在3mm以下的低碳钢薄板、高碳钢铸铁以及铜、铝等有色金属及其合金。 中性焰又称正常焰，氧与乙炔的容积比值大约是11.2左右。中心焰由焰心、内焰和外焰三部分组成。内焰区是焰心外边颜色较暗的一层，其温度最高，可30003200C。焰心特别明亮，内焰较焰心稍暗，呈淡白色，焊接碳钢都在内焰进行，外焰温度较低，一般呈淡蓝色。 中性焰应用最为广泛，常用来

26、焊接碳钢、紫铜和低合金钢和铝合金等材料 氧化焰的氧与乙炔的容积比值一般大于1.2，氧气量大，由于燃烧时有过剩氧气，故燃烧比中性焰剧烈。由于对金属熔池有氧化作用，金属氧化剧烈，降低了焊缝质量，焊一般材料是不能用氧化焰的。但焊接黄铜为使熔池表面生成一层氧化物薄膜，防止黄铜中的锌蒸发而需采用氧化焰。三、常见的焊接缺陷由于设计不合理，原材料不符合要求，焊接规范选择不适当以及焊接方法和工艺措施不合适等，都会使焊接结构出现各种缺陷。 焊接缺陷主要指焊接接头方面的质量问题，分为外表和内部缺陷两大类。 外表的缺陷包括焊缝成型不良，夹渣，咬边等。内部缺陷是隐蔽在接头金属内部，有时甚至难以检验出来，使焊接结构在使

27、用过程中受到破坏，造成事故才得以发现。这一类型的缺陷主要有未焊透、裂缝和气孔等。 金属材料的可焊性是衡量金属材料在一定焊接工艺条件下，获得优质接头的难易程度。 对常用的黑色金属材料来说，一般低碳钢和低碳普通低合金钢其可焊性能较好，一般不会出现焊缝及近缝区裂缝，16锰就是一个很好的选择 对于应用广泛的电弧焊，其焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。焊条直径：主要取决于焊件的厚度，一般是厚度越大所选用的焊条直径越粗，但焊接工件接头形式不同以及厚板 多层焊接时首层与后续层的焊条直径会有差别。焊接电流：增大焊接电流能提高生产率。但电流过大易造 成焊缝咬边、烧穿等缺陷，而电流过小则易造

28、成夹渣、 未焊透等问题，且降低生产率。电弧电压：手工电弧焊一般没有电弧电压的调整，埋弧焊等焊接方法通常需调整电弧电压。焊接速度: 焊接速度的高低也是焊接生产率的重要指标。因此,为提高焊接生产率应尽量增加焊接速度其它影响焊接质量的因素：焊接件所处的位置（有平焊、立焊、横焊和仰焊等接头的形式，）焊缝的层等第五章：一、薄壳容器的概念当容器的壁厚S与其最大截面圆的内径Dn之比S/Dn0.1,或径比K=Dw/Dn1.2(Dw为最大截面圆的外径)时称薄壁容器；反之，称为厚壁容器。二、法兰连接u 法兰连接：由一对法兰、若干个螺栓和垫片组成起密封作用的装置。按其所连接的部件分为容器法兰和管道法兰 。u 按其连

29、接方式可分为整体法兰、活套法兰和螺纹法兰 整体法兰是法兰与设备或管道不可拆地固定在一起。u 活套法兰的法兰与活套不直接连成一体，而是法兰套在设备或者管道的外面。不需焊接，与法兰可不同材质。适合低压的场合。螺纹法兰，通过螺纹与管道连接，多用于高压管道上。二、容器法兰密封面形式（1）平面型密封面 是一个突出的光滑平面。结构简单，易于加工，密封性能差，通常使用于内压较低且介质无毒的容器。（2）凹凸型密封面 由一个凸平面和一个凹面所组成。在凹面上放置垫圈，压紧时，垫圈不会被挤出来。（3）榫槽型密封面 由一个榫和一个槽所组成。垫圈放在槽内，垫圈不会变形，密封效果最好，但凸面部分易被碰坏，且加工难度大，一

30、般使用于有毒或易燃、易爆介质的容器。影响法兰的因素：（1） 螺栓预紧力。（2） 法兰压紧面形状。（3） 垫片的性能。第七章：一、冷却塔的概念与构造冷却塔就是一种通过将水中的热量吸收出来然后排放到大气中，从而使水流的温度降低的设备。冷却塔利用蒸发作用使水蒸发为流动的汽流，随后将其排入大气，从而使剩余的水大幅度地冷却。A、按通风方式分： 自然通风冷却塔 ，机械通风冷却塔， 混合通风冷却塔。 B、按热水和空气的接触方式分 ：湿式冷却塔；干式冷却塔；干湿式冷却塔 C、按热水和空气的流动方向分： 逆流式冷却塔 ， 横流（交流）式冷却塔(空气水平流动)混流式冷却塔 ， 喷射型冷却塔.塔的主要装置有：热水分

31、配装置(配水系统、淋水填料)；通风及空气分配装置(风机、风筒、进风口)；其它装置(集水池、除水器、塔体等)。抽风式横流冷却塔见图7.1.8热水从上部经配水系统1洒下，冷空气由侧面经进风百叶窗2水平流人塔内，水和空气的流动方向互相垂直，在淋水填料3中进行侍热和传质过程，冷水则流到下部集水池中，而湿热空气经除水界4流到中部空间，再由顶部风机抽出塔外。 1-配水系统；2-进风百叶窗；3-淋水填料；4-除水器；5-支架；6-围护结构二、淋水填料u 淋水填料 淋水填料的作用是将配水系统溅落的水滴，经多次溅散成微细小水滴或水膜，增大水和空气的接触面积，延长接触时间，从而保证空气和水的良好热-质换作用。水冷

32、却过程主要是在淋水填料中进行，所以是冷却塔的关键部位。u 点滴式淋水填料：水流经连续多层横放的淋水棒，不断地喷溅成较小的水滴，同时也淋湿填料表面。产生足够的换热表面积。水滴的表面就是水和空气进行热交换的表面。塑料的点滴式淋水填料比木质的点滴式淋水更利于促进热传递。 u 点滴薄膜式淋水填料：能使水流在被连续溅散成细小水滴的同时，也在填料表面形成薄水膜的淋水填料。u 薄膜式淋水填料：由一组紧密排列的塑料表面组成，水在这些表面上展开形成一层与空气接触的薄膜，薄膜的表面就是与周围空气发生热交换的表面。表面可以是平直的、波浪形、蜂窝形或者其他形状。薄膜式淋水填料比点滴式淋水填料效率更高，能够以较小的体积

33、提供相同的传热效率。薄膜式淋水填料还可以节约大量的电，因为它需要的空气更少，而且需要的抽水扬程更小。 自然通风冷却塔，又称双曲线冷却塔，利用周围空气和塔内热空气的温度差来进行冷却。当热空气在塔内上升(因为热空气会上升)，新鲜冷空气从塔底的空气入口被吸入塔内。由于其结构，此类冷却塔不需要通风机，塔内几乎没有会影响性能的热空气循环。自然通风冷却塔的塔体最常用的材料是混凝土，塔高可达200米。此类冷却塔几乎只用于大热负荷的冷却，因为大型混凝土结构是很昂贵的。 主要利用风力和空气的自然对流来散热，因此它的冷却能力受到气候条件的限制。u 横流式自然通风冷却塔：空气横向流过下落的水，填料位于塔的外部。 u

34、 逆流式自然通风冷却塔：空气自下而上流过下落的水，因此填料位于塔内部。机械通风冷却塔是利用风机造成空气快速流动，以受迫对流换热的方式散热，达到降低水温的目的。机械通风冷却塔一般有开放式和密闭式之分。机械通风冷却塔装配了大型风机以强制或牵引空气通过循环水。水从填料表面向下流动，可以增加和空气的接触时间这有利于最大限度地提高水和空气之间的换热效率。机械通风冷却塔的冷却速率取决于多个参数，如风机尺寸和运行速率，提供系统阻力的填料等。 三、容积式换热器和半容积式换热器容积式换热器是带有贮热容积的间壁式换热设备，具有加热冷水和贮备热水两种功能，又叫贮存式换热器，有卧式和立式两种形式。主要由壳体（罐体）和

35、换热管组成。（1）传统容积式换热器的优点 在建筑内部热水供应中，传统容积式换热器是使用时间最长、使用最多的换热设备，其优点是： 兼具换热、贮热功能 被加热水通过罐体阻力损失很小 对热媒要求不严 结构简单，管理方便，可承受水压，噪声低。（2）传统容积式换热器的缺点 传热效果差、一级换热难以满足使用要求 传统容积式换热器热媒流速低、流程短，换热很不充分。 容积利用率低 体积大，一次投资高 水质易受污染 不节能 半容积式换热器是一种带有适量调节容积的内藏式快速水换热器，与容积式换热器的最大区别是换热部分与贮热部分完全分开快速式换热器是换热器管束内外两种介质流速快、传热系数K值高，换热量大，阻力损失大

36、、没有贮热调节功能的换热器。半即热式换热器是一种带有超前控制，具有少量贮水容积的快速式换热器。混合式换热器是一种热媒与被加热水直接在管状或罐状容器中混合，不断加热被加热水的换热器，属直接加热方式。一、换热器的适用条件 1、容积式换热器适用于热水用量大、且用水不均匀的建筑物。 2、采用半容积式水换热器时，热媒供给必须能保证最大小时耗热量的要求，温控装置要可靠，而且热水系统应设循环泵。半容积式水换热器不适用于以低温水为热媒的工况 3、半即热式换热器的容积较小，无贮热调节功能，即时加热，热媒的耗用量随热水用量不断变化。因此，热媒要按秒流量供给。 4、快速式换热器既没有贮热调节容积，又没有灵敏可靠的温

37、度调节、温度控制及超温超压保护装置，只适用于用热水均匀的工业建筑和大型公共建筑。 5、混合式换热器适用于生产蒸气的用水不需要处理，用热量不大的一次性加热或循环加热系统。四、传动形式（带传动、链传动、齿轮传动）带传动的组成带传动是由主动带轮、从动带轮和环形带组成* 啮合带传动中主要是同步齿形带传动，依靠带内面的凸齿与带轮表面相应的齿槽相啮合来传递动力和运动，这种传动既能减轻对轴及轴承的压力，又能使主动轮节圆上与从动轮节圆上的速度同步，保证准确可靠的传动比，是一种较理想的传动方式。但由于对制造和安装的要求较高，所以限制了其应用范围。* 摩擦带传动中，依靠带和带轮接触面上的摩擦力将主动轮上的运动和动

38、力传递给从动轮。（2）带传动的特点1)带传动的优点: 适用于中心距较大的传动；带有良好的弹性，可缓冲吸振；过载时带在带轮上打滑，可保护其它零件；结构简单、制造方便、成本低廉。2)带传动的缺点: 传动的外廓尺寸较大；由于带的弹性滑动不能保证准确的传动比；带的寿命短；传动效率较低。链传动组成及工作原理 它是由装在平行轴上的主链轮、从动链轮和绕在链轮上的环形链条组成。链轮上制有特殊齿形的齿，靠链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。(4)链传动的特点 链传动与带传动都是属于带有中间挠性体的传动。但链传动与带传动相比，其主要特点是：链传动无弹性滑动和打滑，能保证准确的平均传动比，传动效率高；需要的张紧力小

39、，作用在轴上的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；同样使用条件下，链传动轮廓尺寸小，结构紧凑；能在灰尘、泥沙及高温等工作条件较恶劣的地方工作。 链传动与齿轮传动相比，其主要特点是：链传动的制造和安装精度要求较低，成本低；在远距离传动时，其结构要比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：瞬时链速和瞬时传动比是变化的，传动不平稳；工作时引起噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用；在两根平行轴间只能用于同向回转的传动。齿轮机构是各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。齿轮传动的主要失效形

40、式：轮齿折断: 轮齿折断一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且应力集中。齿面点蚀 ：轮齿在啮合中，齿轮工作表面啮合点处的接触应力是脉动循环变化的。当齿面接触应力超过材料的接触持久极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，这些裂纹的逐渐扩展将使金属微粒剥落下来，形成微小的凹坑，这种现象称为点蚀。齿面胶合: 在高速重载传动中，常因齿面啮合区温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触而熔粘在一起，当两齿面相对运动时，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹，这种现象称为胶合。齿面磨损: 齿轮传动时，两渐开线齿廓之间有相对滑动，在载荷作用下会引起齿面磨损。一种情

41、况是由于灰尘、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性磨损；另一种是因齿面不可避免的互相摩擦而产生的磨合性磨损。齿面塑性变形：在重载作用下，较软的齿面上可能产生局部的塑性变形，使齿面失去正确齿形。这种损坏常在低速和过载、起动频繁的传动中遇到。五、普通减速器和行星减速器减速器是由封闭在刚性壳体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立机械部件.它安装在原动机和工作机之间,起降低转速和增大转矩的作用.第九章：一、流量计的概念及常见流量计（差压式流量计、容积式、浮子、转子、涡轮、涡街）流量计是用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。通常按测量对象分为敞开管道流量计和封闭流道(明渠)流量计。明渠流量

42、计有：堰式流量计，槽式流量计，流速-水位流量计，超声流量计，电磁流量计。封闭管道流量计有：推理式流量计，容积式流量计。1） 差压式流量计:差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来推算流量的仪表。u 基本原理：差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。u 优点 (1)应用最多的孔板式流量计结

43、构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; (2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; (3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。缺点: (1)测量精度普遍偏低; (2)范围度 (满足精度的情况下最大流量和最小流量的比值)窄,一般仅3:14:1; (3)现场安装条件要求高; (4)压损大(指孔板、喷嘴等)2） 容积式流量计 基本原理:u 利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。u 优点: (1)计量精度高，基本误差一般为0.5R，特殊的可达0.2R或更高。通常在昂贵介质或需要

44、精确计量的场合使用; (2)安装管道条件对计量精度没有影响; (3)可用于高粘度液体的测量; (4)范围度宽; (5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。缺点：(1)结构复杂,体积庞大，笨重。一般只适用于中小口径。与其他几类通用流量计(如差压式、浮子式、电磁式)相比，PDF的被测介质种类、介质工况(温度、压力)、口径局限性较大，适应范围窄。 (2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大; (3)不适用于高、低温场合。由于高温下零件热膨胀、变形，低温下材质变脆等问题。目前可使用温度范围大致在-30+160，压力最高10MPa。 (4)大部分仪表只适用于洁净单相流体

45、; (5)产生噪声及振动。 3） 浮子流量计基本原理: 浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。2、特点 (1) 浮子流量计适用于小管径和低流速。 (2) 浮子流量计可用于较低雷诺数，选用粘度不敏感形状的浮子，流通环隙处雷诺数只要大于40或500，雷诺数变化流量系数即保持常数，亦即流体粘度变化不影响流量系数。 (3) 玻璃管浮子流量计结构简单,使用方便, 价格低。只要在现场指示流量者使用方便，缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的风险，尤其是无导向结构浮子用于气体。 (4) 压

46、力损失较低。 4） 涡轮流量计基本原理:u 涡轮流量计（简称TUF）,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而推导出流量或总量的仪表。u 主要优点: (1) 高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计; (2) 重复性好; (3) 元零点漂移,抗干扰能力好; (4) 范围度宽，中大口径可达40：110：1，小口径为6：1或5：1; (5) 结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大。u 主要缺点: (1)不能长期保持校准特性; (2)流体物性对流量特性有较大影响。5） 涡街流量计: 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出

47、两串规则地交错排列的游涡的仪表。主要优点: (1)结构简单牢固; (2)适用流体种类多; (3)精度较高; (4)范围度宽; (5)压损小。 u 主要缺点: (1)不适用于低雷诺数测量; (2)需较长直管段; (3)与涡轮流量计相比仪表系数较低; (4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。 二、计量泵（柱塞式&隔膜式）可以计量所输送液体的机械，也叫定量泵、比例泵，因常被用于各类型药剂添加成套设备上，因此也叫加药泵。可分为柱塞式和隔膜式两种。柱塞泵是将直流电动机带动柱塞复运动将液体吸入，加压后排出，由于其柱塞裸露，且柱塞在液体中工作，在液体研磨作用下柱塞磨损非常快，机器寿命短。而更换柱塞价格非

48、常昂贵，如果电压不正常也将直接导致工作直流电的不正常。另外，由于大幅来回往复运动，柱塞泵的工作脉动很大，使得流量不稳定。隔膜式计量泵用电动机带动活塞往复工作（注意，活塞并不直接接触液体），再推动隔膜运动，将液体吸收加压后推出，由于其活塞在防磨损的油中工作，工作环境大大优化，寿命大大提高，经过渗透硬化处理的活塞更是不易损坏，加上高分子材料制成的高抗绞隔膜更使隔膜泵寿命进一步提高。运行可靠是隔膜泵的又一长处，故障率极低，对电压要求低，对环境要求低，维修容易，维修费用仅为柱塞泵的五分之一左右。隔膜泵性价比优，其优异的性能价格比将推动隔膜泵的推广。主要由泵缸、柱塞、隔膜、吸水和压水单向止回阀，加油系统

49、构成。 当膜片往后拉时，出口球阀掉下与球座紧紧密合，入口球阀因膜片后拉时与泵头间产生真空而往上浮起，液体跟着被吸上来。 当膜片前推时，入口球阀掉下与球座气密，使液体不会通过，而出口因膜片往前推挤使球阀开启，液体吐出。三、空气压缩机的分类（离心式鼓风机和罗茨鼓风机的异同点）风机由叶轮或叶片及机壳组成的输送空气或气体的机器。风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，压缩机离心式多用于气体输送； 轴流式一般用于通风换气。1、从原理上来比较： 罗茨鼓风机属于容积式回转鼓风机。罗茨鼓风机属于恒流量风机，工作的主参数是风量，输出的压力随管道和负载的变化而变化，风量变化

50、很小。 罗茨风机是一种高压风机，罗茨鼓风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，把气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。如果负载需要的是恒流量效果的情况时就用罗茨鼓风机。 离心鼓风机属于透平式离心鼓风机。离心风机属于恒压风机，工作的主参数是风压，输出的风量随管道和负载的变化而变化，风压变化不大。空气的压缩过程通常是经过几个工作叶轮（或称几级）在离心力的作用下进行的。离心风机属于平方转矩特性，而罗茨风机基本属于恒转矩特性。2、从性能特点上比较： 罗茨鼓风机当压力变化时，流量变化很小，具有硬排气特性。 离心风机当压力变化时，流量变化较大。3、从使用上比较风机启动时，离心风机必须把进口阀门全部关闭，并且

51、在进风口必须安装节流阀；而罗茨鼓风机则相反，如果是进风口有阀门必须全部打开，一般输送空气的罗茨鼓风机在进风口不安装阀门。风量的调节：罗茨鼓风机和离心鼓风机都可以通过调节转速来调节风量，调节范围大，在小范围内(80%-100%)离心风机风量可以通过调节进风口阀门来调节。 离心风机当型号选好以后，升压就定了，不能超压使用，如果使用时发现压力选低了，不能通过加大电机功率来使用风机升压提高。但是罗茨鼓风机当初选压力不是该风机最高允许升压时，可以通过增大电机功率的形式来提高风机的使用压力。相同流量和升压的情况下，离心风机比罗茨风机噪音低。4、价格上比较：小流量时，罗茨鼓风机比离心风机有优势，当低压力(小

52、于30kPa) 、大流量时，离心风机价格有优势。5、执行标准不一样，罗茨鼓风机执行的是JB/T 8941-1999一般用途罗茨鼓风机，离心风机是JB/T 7258-1994 一般用途的离心式鼓风机。四、阀门的概念及常见的阀门（闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、安全阀、减压阀）（自己在书本上找的）阀门是一个控制方向，压力，流量的装置。按驱动方式，作用和结构特点分类，通用阀门分驱动阀和自动阀，通用阀门指的是工农业生产中通常采用的各种阀门，包括闸阀，截止阀，旋塞阀，球阀，蝶阀，隔膜阀，止回阀，节流阀，减压阀和疏水阀等11类。1截止阀截止阀也是一种常用的截断阀，它的启闭件沿着阀座通道的中心线上

53、下移动。特点：（1） 与闸阀比较，结构简单，制作与维修较方便。（2） 密封面磨损及擦伤较轻，密封性好。（3） 启闭时，阀瓣行程小，因而截止阀高度较小，但结构长度较大。（4） 启闭力矩大，启闭较费力。（5） 流动阻力大。（6） 介质流动方向受限制。旋塞阀 它的启闭件是一个有通道的圆锥形的塞子，靠围绕本身的轴线做旋转运动来完成阀门的启闭。特点：（1） 结构简单，零件少，体积小，重量轻。（2） 流动阻力小。（3） 启闭迅速，介质流动方向不受限制。（4） 启闭较费劲。（5） 密封面积大，而且是锥面，加工研磨困难，不易维修。球阀启闭件是一个球体，围绕阀体的垂直中心线做回转运动。特点：（1） 中，小口径球

54、阀，结构较简单，体积较小，重量较轻，特别是它的高度远小于闸阀和截止阀。（2） 溜达阻力小。（3） 启闭迅速，介质流动不受限制。蝶阀启闭件呈盘状，称作碟板，绕自身的轴线做旋转运动。特点：（1） 结构简单，体积小，重量轻。（2） 流动阻力较小。（3） 启闭方便迅速而且比较省力。（4） 低压时，可以实现良好的密封。（5） 调节性能好。（6） 受密封圈材料的限制，目前蝶阀的使用压力和工作温度范围很小。止回阀止回阀曾称作单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中介质的倒流，属于自动阀类，其启闭动作是由介质本身的能量来驱动的。闸阀是一种最常用的截断阀，用来接通或截断管路中的介质，但不适于用来调节介质流量。它的启闭件（闸板）在垂直于阀内通道中心线的平面内做升降运动，像闸门一样截断介质，故称闸阀。特点：（1） 流动阻力较小。（2） 结构长度较小。（3） 启闭较省力。（4） 介质流动不受限制。（5） 高度大，启闭时间长。（6） 密封面易产生擦伤。（7） 零件较多，结构较复杂，制作与维修都较为困难，与截止阀相比，成本较高。五、选择阀门的原则（1）根据介质特性，工作压力和温度，选择阀体材料。（2）根据阀体材料，介质的工作压力和温度，选择阀体的公称压力级别。（3）根据公称压力。介质特性和温度，选择密封材