第一章 环保设备一、 名词解释1、环保设备：是指用于控制环境污染、改善环境质量而由生产单位或建筑安装单位制造和建造出来的机械产品、构筑物及系统。

2、强度：是指容器抵抗外力破坏的能力。

容器应有足够的强度，以保证安全生产。

3、刚度：是指容器或构件抵抗外力使其发生变形的能力。

容器或构件必须有足够的刚度，以防止在使用、运输或安装过程中发生不允许的变形。

4、耐久性：是指材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。

即保证其经久耐用的能力。

耐久性越好，材料的使用寿命越长。

5、稳定性：是指容器或构件在外力作用下维持原有形状的能力。

承受压力的容器或构件，必须保证足够的稳定性，以防止被压瘪或出现褶皱。

二、 简答题1、环保设备设计的基本要求是什么？答：(1) 容器应有足够的强度，以保证安全生产；(2) 容器或构件必须有足够的刚度，以防止在使用、运输或安装过程中发生不允许的变形；(3) 承受压力的容器或构件，必须保证足够的稳定性，以防止被压瘪或出现褶皱；(4) 为了保证设备的耐久性，必须选择适当的材料，使其对所处理的介质的腐蚀具有耐久性，或采用必要的防腐措施以及正确的使用方法；(5) 有些环保设备必须具有可靠的密封性，以保证安全和创造良好的劳动环境以及维持正常的系统运行。

第二章 环境保护设备材料一、 填空题1．环保设备常用的金属材料主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。

2．Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。

Q235A.F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。

3．优质碳素结构钢的硫、磷含量限制在0.040%以下。

含碳量为0.45%（万分之四十五）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。

4．碳素工具钢含碳量一般介于0.65%~1.35%。

一般的碳素工具钢均属于优质钢，当硫、磷含量分别限制在0.030%以下时，则为高级优质工具钢。

5．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比。

T8代表平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。

6．合金结构钢的编号是利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。

12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3%。

30CrMnSi 钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小于1.5%。

7．合金工具钢的平均含碳量大于或等于1.00%时，其含碳量不予标出。

平均含碳量小于1.00%时，以千分之几表示。

9SiCr钢，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量小于1.5%。

8．碳是钢的主要元素之一，对钢的性能影响最大。

硫是一种有害元素，使钢材在加热时容易开裂，产生“热脆”现象。

磷也是一种有害元素，在低温时使钢材明显变脆，产生“冷脆”现象。

硅、锰都是有害元素。

9．水工艺设备的主要零部件的制造工艺过程主要有焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理。

10．不锈钢按显微组织可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。

11．对于没有明显屈服点的材料，规定以产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服δ表示。

强度，用2.0二、 名词解释1、材料弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后又能够恢复原来形状的性能。

2、材料塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。

3、材料强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

δ表示。

(MPa4、抗拉强度：金属材料试样在拉断前所能承受的最大应力，以)bδ表示。

5、屈服强度：金属材料开始产生屈服现象时的应力，以)(MPas6、应力松弛：零部件的总变形不能改变，但因蠕变变形随时间减小，导致应力随时间降低的现象。

7、可焊性：是指被焊接金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

8、可锻性：金属承受压力加工的难易程度。

三、 简答题1、合金钢有哪些类型? 何谓耐蚀低合金钢？耐大气腐蚀、海水腐蚀的低合金钢中各含哪些主要的合金元素？答：按合金元素分为低、中、高合金钢。

按用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。

特殊性能钢又分为不锈钢和耐热钢。

耐蚀低合金钢：在碳钢中加入合金元素的总量低于3%左右的合金，根据合金种类和含量不同起到不同的耐蚀性能。

耐大气腐蚀：铜，铬，铝。

耐海水腐蚀：铜，铬，铝，镍。

2、何谓不锈钢？不锈钢有哪些类型？各类型有何用途？在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢？简述理由。

答：不绣钢是铬、镍含量较高的合金钢。

通常把耐大气腐蚀的合金钢称为不锈钢，把在酸中及其他强腐蚀性介质中耐腐蚀的合金钢称为耐酸钢。

一般把上诉不绣钢与耐酸钢统称为不绣耐酸钢或简称为不锈钢。

按显微组织分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。

按化学成分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。

马氏体不绣钢可用于制作具有较高硬度和耐磨性的医疗刀具、量具等。

铁素体不锈钢可用于制作抗高温氧化、耐硝酸腐蚀的设备。

奥氏体不锈钢可用于制作在腐蚀性介质中使用的设备，如吸收塔、酸槽、管道、贮存及运输酸类用的容器等。

不可以，因为不同介质溶液中P H值不同，对不锈钢的化学反应都不一样，所以不能用同一种不锈钢，应该有所针对的选择。

3、铝、铜及其合金的主要性能特点是什么？主要用于什么场合？答：铝的密度小，导电性、导热性、塑性、冷韧性都好，但强度低，经冷变形后强度可提高，能承受各种压力加工。

加入合金后，性能有很大的改善。

广泛用于制造反应器、热交换器、冷却塔、泵、阀、槽车、管件等。

铜及其合金具有高的导电性、导热性、塑性和冷韧性，并且在许多介质中具有高的耐蚀性能，常用来制造蒸发器、蒸馏塔、蛇形管、深度冷冻设备。

4、简要说明无机非金属材料的性能特点，以及主要用于哪些场合。

答：具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性、高的硬度和良好的抗压能力，但脆性很高，对温度剧变的抵抗力很低，抗拉、抗弯性能差。

传统的是工业和基本建设所必需的基础材料，主要包括水泥、传统陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、铸石等。

新型的是现代新技术，新产业，传统技术工业改造，现代国防和生物医学不可缺少的物质基础。

5、高分子材料主要有哪些类型？常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有哪些？耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点？答：按照化学组分分：碳链有机聚合物、杂链有机聚合物、元素有机聚合物、无机聚合物。

常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有：塑料、橡胶、纤维和胶粘剂等。

耐蚀有机高分子类型有：热塑性树脂、工程塑料类、热固性树脂等。

热塑性树脂中聚乙烯、聚丙烯的应用占主流。

工程塑料类虽然有优异的耐腐性能，但因其价格的原因，在中等的腐蚀环境中首选的仍是价廉易得、加工容易的材料。

热固性树脂大多制成复合材料使用。

6、复合材料主要有哪些性能特点？你认为在水工艺设备中，复合材料最突出的性能特点是什么？答：比强度和比刚度高、抗疲劳性能好、减振能力强、高温性能好、断裂安全性高。

复合材料最突出的性能特点是机械性优良、耐腐蚀、经济等。

7、什么叫氢蚀？氢蚀对钢的性能有何影响？答：氢蚀是指在高温高压环境下，氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏。

氢蚀后使钢材力学性能下降，强度、塑性下降，呈脆断性破坏、氢蚀一旦发生，便无法消除，是不可逆的。

8、什么是金属的全面腐蚀、局部腐蚀？局部腐蚀包括那些类型？答：全面腐蚀是腐蚀分布在整个金属表面，结果是金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。

局部腐蚀是腐蚀集中在金属表面局部区域，而其他大部分表面几乎不腐蚀。

分为电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损疲劳和细菌腐蚀。

四、 论述题1、试论述金属材料、无机非金属材料及高分子材料的基本性能。

答：金属材料的基本性能：(1)物理性能：主要指密度、熔点、热膨胀系数、导热性、导电性及弹性模量等。

(2)化学性能：碳是钢的主要元素之一，对钢的性能影响最大。

硫是一种有害元素，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。

磷也是一种有害元素，在低温时使钢材明显变脆，产生“冷脆”现象。

锰、硅是有益元素。

(3)机械性能：主要是指材料的弹性、塑性、强度和韧性。

一般金属材料的机械性能，会随温度的升高而发生显著的变化。

(4)工艺性能：水工艺设备的主要零部件的制造工艺过程主要有焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理。

陶瓷的基本性能： I：物理化学性能(1)陶瓷的热膨胀系数比高聚物低，且比金属低得多。

(2)陶瓷的导热性比金属低，陶瓷多为较好的绝热材料。

(3)陶瓷的热稳定性很低，比金属低得多。

(4)陶瓷的化学稳定性最好。

II：机械性能(1)陶瓷都有很高的弹性模量，是各类材料中最高的。

(2)陶瓷是各类材料中硬度最高的。

(3)陶瓷的理论强度很高，但实际值只有理论值的1/100～1/20,甚至更低。

(4)陶瓷在室温下几乎没有塑性。

高分子材料的性能：(1)高分子聚合物是最轻的一类材料，比金属和陶瓷都要轻。

(2)高分子材料弹性变性大，弹性模量低。

(3)高聚物的强度比金属低得多。

第三章 环保设备力学基础一、 填空题1. 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，使构件的设计既安全又经济。

2. 在材料力学中，对可变形固体所作的三项基本假设为：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。

3. 杆件变形的四种基本形式：轴向拉压、剪切、扭转和弯曲。

4. 支撑简化的三种基本形式：可动铰支座、固定铰支座、固定端。

5. 梁的三种形式：简支梁、外伸梁、悬臂梁。

6. 工程中一般将%5≥δ的材料称为塑性材料，%5≤δ的材料称为脆性材料。

低碳钢为塑性材料，铸铁为脆性材料。

二、 名词解释1、强度：构件抵抗破坏的能力。

2、刚度：构件抵抗变形的能力。

3、稳定性：构件在原有几何形状下保持平衡的能力。

4、连续性假设：假设物质内部充满了物质，没有任何空隙。

5、均匀性假设：假设物体内各处的力学性质是完全相同的。

6、各向同性假设：假设材料在各个方向的性质均相同。

7、轴向拉压：在一对等值、反向、作用线与杆轴线重合的外力作用下，直杆的主要变形是长度改变。

8、剪切：在一对相聚很近的等值、反向的横向外力作用下，杆的主要变形横截面沿外力作用方向发生的相对错动变形。

9、扭转：在一对等值、反向、作用面都垂直于杆轴的两个力偶作用下，杆件的任意两个相邻横截面绕轴线发生相对转动变形，而轴线仍维持直线。

10、弯曲：在一对等值、反向、作用在杆件纵向平面内的两个力偶作用下，杆件在纵向平面内发生弯曲变形，变形后的杆轴线将弯成曲线。

11、应力集中：工程中有些杆件由于实际的需要，常有台阶、孔洞、沟槽、螺纹等，使杆的横截面在某些部位发生急剧的变化，在截面突变处的局部范围内，应力数值增大。

12、弹性极限：弹性阶段材料产生弹性变形的最大应力，用e δ表示。