设备设计范文

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篇1

Abstract: glass lining equipment mainly including reaction pot distillation, storage tanks, tank, condenser, similar to the glass on the surface, and by making enamel indiscrete in metallic iron tire surface, acid resistance, strong KangFuXing and strength of the metal and chemical stability, etc. Are widely used in industrial production and scientific research, to replace expensive stainless steel and non-ferrous metals, in industrial production is mainly used in chemical, pharmaceutical, dye, pesticide, organic synthesis, petroleum, food manufacturing and defense industries, scientific research in the reaction, evaporation, concentration, synthesis can be applied to the glass lining equipments. Visible glass lining equipment widely used, glass lining equipment performance and characteristics are discussed in this paper, the use and maintenance of glass lining equipment design, to enhance our understanding of glass lining equipment design.

Key words: glass coating equipment, performance, characteristics, use and maintenance

中图分类号：TQ173文献标识码： A文章编号：

搪玻璃设备是一个专业性很强的产品，搪玻璃设备制造过程中，要做好每一个步骤，严格按照标准执行，才能更好的保证质量。如何选择质量好的设备，不仅要求制造者要严格做好每一道工序，保证市场的设备的可行性，同时，用户也要了解相关的知识，选择性价比高的设备。搪玻璃设备的质量是由外在质量和内在质量共同决定的。目测和仪器检测是检测外在质量的最好方法，而内在质量无法用任何手段检测，需要在制作过程中保证质量。制造者应该在制造过程中在选材、成型、焊接、表面处理、搪烧等各个方面，严格控制每一道工序，保证质量，这样才不会造成设备使用过程中运行困难。

第一，搪玻璃设备设计性能与特点

搪玻璃设备是由含硅量高的玻璃质釉喷涂在钢板表面经920℃～960℃多次高温搪烧、使玻璃质釉密着于金属胎表面而成。搪瓷的性能主要体现在它的耐腐蚀性能、不粘性、绝缘性、隔离性和保鲜性。耐腐蚀性能使得它更好的应用于化学化工生产中，比如说能耐有机酸、无机酸、有机溶剂及PH值小于或等于12的碱溶液，但是搪玻璃设备也有自身的一些缺陷，比如对强碱、HF及含氟离子介质，以及温度大于180℃，浓度大于30%的磷酸等不适用；搪玻璃设备的表面比较光滑，容易清洗，色泽均匀，对介质不粘，具有很好的不粘性；玻璃质釉将介质与钢板很好的分隔开来，具有很好的绝缘性，适用于介质过程中易产生静电的场合；搪玻璃设备的隔离性是指玻璃层将介质与容器钢胎隔离、铁离子不溶入介质；而且搪玻璃设备还有很好的保鲜性，玻璃层对介质具有良好的保鲜性能，使得介质保存的更好。

搪玻璃设备作为涂烧在金属钢坯表面上的无机玻璃瓷釉有很多优点，主要体现在两个方面：一、通过在金属表面进行瓷釉涂搪可以防止金属生锈，使金属在受热过程中不会形成氧化层并且搪玻璃具有防腐蚀的能力能抵抗各种液体的侵蚀从而保护好我们的金属表层；二、搪玻璃不仅安全无毒且易于洗涤洁净，可以广泛地用作日常生活中使用的饮食器具和洗涤用具，所以我们把搪玻璃搪烧在金属表层后在特定的条件下还具有硬度高、耐高温、耐磨以及绝缘等优良性能，瓷釉涂搪在金属坯体上表现出的这些特性使得我们的搪玻璃设备更实用于化工医药等行业，所以搪玻璃设备有了更加广泛的用途。

第二，搪玻璃设备设计使用

搪瓷设备在化工行业和医药行业的用途非常广，它搪瓷层能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质，尤其在盐酸、硝酸、王水等介质中具有优良的耐腐蚀性能。但有些条件下不能使用搪瓷设备。首先在任何浓度及任何温度的HF都不能耐腐蚀；浓度30%以上、温度大于180℃时腐蚀强烈的磷酸；盐酸在浓度10～20%，温度大于150℃时，腐蚀强烈；硫酸在浓度10～30%，温度大于200℃时不能耐腐蚀。

用户一定要正确使用搪玻璃设备，既要根据使用条件选择质量好、规格适宜、品种合适的搪玻璃设备，还要严格遵守各种操作、安全规定。只有正确的使用搪玻璃设备，才能大大提高搪玻璃设备的寿命，在实际操作应注意的几点：搪玻璃设备表面看起来非常结实，实则不如外表，所以加料时避免用任何坚硬物体敲打碰撞设备，对于大块硬质物料，应粉碎后加入，减少过度的碰撞与摩擦，严防夹带块状金属或杂物。同时还应尽量避免过大的温差，如果温差过大将会引发一些事故，避免空罐加热料和热罐加冷料，严格按照设备的技术指标规定。

搪玻璃设备操作运转时的注意事项主要有这几个方面：在使用有夹套的设备时，要徐徐加压升温。要预先通入0.1MP的压力，保持一刻钟后，再缓缓通入蒸气达操作压力。设备运转中，要注意法兰、接盘、人孔及填料箱的密封情况，如发现泄漏应立即采取措施，保证运行过程中的安全。在出料时有时候会遇罐底堵塞，应该用竹竿或塑料棒、木棒轻轻捅开，不能用金属设备铲掉，这样容易造成设备的损坏。反应结束需要冷却时，必须待罐内温度自然下降到一定程度后再向夹套内通冷却水，严防骤冷。在使用工程中酸、碱交替时，会大大的缩短非耐碱搪瓷设备的使用寿命，因此在选择设备的时候应当关注选择耐碱性较好的搪瓷设备。

化工搪瓷设备其实经不起敲打与磕碰，所以在运行过程中一定要非常的注意使用的规则。搪瓷终究是由玻璃陶瓷体与金属共同形成的复合体，在机械强度上比玻璃、陶瓷设备有优势。他们虽然有一些共同点，但是也有不同点，都是经不起磕碰、敲打和冲击，而不同在于搪瓷设备有金属外壳，当瓷釉层损伤时并不像玻璃、陶瓷设备那样马上失去使用价值，而是需要有一段显露被破坏的时间才会失去使用价值。这样可以使它的应用范围更加广泛，给用户以安全感，但是容易使一些人产生错觉，以致忽视安全使用条件。只有注意安全标准和使用条件，才能延长搪瓷设备的寿命，正确使用搪瓷设备包括既要根据使用条件选择质量好、规格适宜和品种合适的搪瓷制品外，还要严格遵守各种安全操作规定。

第三，搪玻璃设备设计维护

要做好搪玻璃设备的维护，才能更好的延长搪玻璃设备的寿命，减少运行中的不必要的麻烦。

首先在运行过程中如果发现裂纹或爆瓷等损坏的现象，应该及时修补，不能延迟懈怠，经常做好检查工作。同时，做好清洁工作是必不可少的，要定时刷防护漆，定期清洗设备。

其次，清洗夹套不得用盐酸，这样容易引起罐内壁“鳞爆”；清除瓷面上的粘附物时,不可使用金属敲铲，设备毕竟比较脆弱，不耐敲打。保管工作做好才能保证设备的使用寿命延长，对于不用或暂时不用的搪瓷器件，要做好保护和存放工作，防止磕碰和雨淋，注意夹套、温度计套管内不要进水，冬季里水结冰会将瓷层胀裂； 工作人员也要经常检查搪瓷村里、传动部件，密封情况等是否正常，若发现异常应及时处理，不可延误，一定要给设备加一定的液，保证各运转部位的正常工作，才能更好的延长设备的寿命，保证正常运行。

最后，夹套中无论是加热还是冷却用的媒体，均应呈中性，不得夹带任何酸液，否则将会因“氢鼓泡”导致玻璃衬里发生鳞爆； 夹套内若使用除垢剂除垢，应在尽可能短的时间内完成，并随之对夹套内反复冲洗，检验残液应呈中性。

搪玻璃设备是易损品，使用不当、维护不好，搪玻璃设备的使用寿命就会大大缩短，给用户造成损失。正确使用搪玻璃设备既要根据使用条件选择质量好、规格适宜、品种合适的搪玻璃设备，还要严格遵守各种安全操作规定，这样才能保证设备的正常使用。搪玻璃设备广泛适用于化工、医药、染料、农药，具有耐腐蚀，稳定性强各种优点且外表光滑，色泽均匀，比较漂亮，所以受到用户的青睐。

参考文献：

【1】中国大百科全书总编辑委员会《化工》编辑委员会. 中国大百科全书——化工. 北京：中国大百科全书出版社，1987

【2】P.T.阿纳斯塔斯，J.C.沃纳(美国)著；李朝军，王东译. 绿色化学. 北京：科学出版社，2002

【3】朱宪. 绿色化学工艺. 北京：化学工业出版社，2001

【4】闵恩泽，吴巍等. 绿色化学与化工. 北京：化学工业出版社，2000

篇2

Audio CODEC音频编译码器在便携设备中扮演转化声音质量的枢钮，从早期单声道，双声道到立体声的演进，当前对噪声质量与功耗的要求也成为音频编译码器厂商研发上的重点。

便携式音频编译码器芯片供货商如Cirrus Logic，Leadis,NXP,OK,TI与ADI等在今年均有新品问世，其中TI(德州仪器)与ADI的新作值得一提。

TI整合电源管理与双miniDSP音频处理引擎

对便携式平台几乎无所不包的TI，近来新品推陈出新不断，包括DSP与模拟产品均在低功耗成效上展现惊人成绩，该公司新推的高度整合音频编译码器采用整合电源管理与双miniDSP音频处理引擎，可帮助设计人员降低整体音频解决方案成本，对手机、便携式导航以及便携式媒体装置的高级音频功能设计上更为容易。

透过TI的PurePath Studio开发工具套件可进一步简化设计复杂性，并加速产品上市时程。此外，该编译码器的PowerTuneTM技术使设计人员可透过调节装置达成各个操作模式电源效能的优化，从而延长录放时间。

TLV320AIC3254是TI首款整合了可高度程序miniDSP音频处理引擎的产品，使设计人员在该组件上进行复杂算法的同时，还可释放主要处理器被MIPS所占用的效能。透过TI这款具有192 kHz采样率的全新编译码器，客户无需掌握算法专门技术，也不必增加代码开发投资，便可添加最完整的进阶数字信号处理系列功能，提高包括支持20频带立体声图形均衡器、多频带动态范围压缩、客制化FIR与IIR滤波，以及3D处理在内的音频效能。

此外，该产品还采用PowerTune技术，在不影响音频质量的同时，便可延长电池使用寿命。该技术可为客户提供高度的灵活性，使他们在任意使用模式下均可达成功耗优化，在超低功耗操作与信号噪音比(SNR)之间取得平衡，实现更高的音频质量。例如，专注功耗问题的设计人员可在效能程序化至SNR为90dB时，透过调节系统使立体声播放功耗低至2.4mW。相反地，如果客户希望实现效能最大化，那么可在立体声播放功耗为5.1mW下达成100dB的SNR。为了进一步提高效能，TLV320AIC3254还支持数字麦克风，以改进系统级噪声抗扰性(noiseimmunity)。

ADI音频编译码器提供业界最佳音效体验及最低功耗

ADI新推出一对用于高性能便携式音频电子产品的编译码器(编码器／译码器)――ADAU1361与ADAU1761，其高效能的功耗处理，能在不影响音质的情况下延长电池寿命。ADAU1361与ADAU1761 24位音频编译码器非常适用于无线手机、便携式媒体播放器、便携式导航设备、数字相机及其他移动音频与电话应用。ADAU1361具有大于100dB的信杂比(sNR)，而在立体声拨放模式下的功耗不到5mW。ADAU1761音频编译码器中增加了SigmaDSP数字音频处理器，用于客制化终端用户的音效体验。ADI的SigmaStudio图形化设计工具易于实现与ADI公司SoundMax算法套件、用户开发的算法和／或第三方音频算法的组成与整合。

ADAU1361与ADAU1761音频编译码器包括立体声音频ADC(模拟数字转换器)与DAC(数字模拟转换器)，支持8kHz～96kHz的采样率和数字音量控制。模拟输入级支持立体声线路输入、立体声模拟麦克风接口，以及为麦克风偏置电压供电的电路。模拟输入级还支持新的高性能、低噪声数字麦克风标准。模拟输出级包括两个差动输出和3个单端输出，允许直接连接立体声耳机、听筒及其他输出装置。为了实现耳机接口，模拟输出级支持交流耦合或“无电容”(capless)配置。

作为完整便携式音频信号链的一部分，ADAU1361与ADAU1761可以与任何模拟麦克风或脉冲密度调变(PDM)数字麦克风进行接口，包括ADI的ADMP401模拟麦克风与ADMP421数字MEMS麦克风。这两款编译码器还能与ADI的立体声以及单声道D类音频放大器进行良好匹配ADAU1361与ADAU1761样品，将在2008年11月量产，均采用5mm×5mm、32引脚QFN封装，且引脚与外形尺寸相容。

微控制器低功耗设计成主流

微控制器的应用广泛，依照应用复杂度使用的微控制器型态与架构也有所不同，目前8位与32位微控器市场可谓百家争鸣，各具特色，在以便携式产品低功耗为诉求的众多新品中，今年上半年silicon Labs(芯科实验室)发表业界最低电压0.9V微控制器的新品尤显得突出。

芯科实验室首款操作电压最低O.9V的微控制器，使便携式产品首次能从一颗电池取得所需电源。C8051F9xx产品线创新的8位架构包含1个高效率直流升压转换器，最多提供65mW电力给内部微控制器和其它组件，协助厂商发展出真正的单电池系统解决方案。C8051F9xx系列特别适合可更换电池的产品，例如无线传感器网络、烟雾警示器、便携式医疗装置、遥控器、计算机外设和便携式音频装置，使它们体积更小和电池使用时间更久，还能透过单电池和双电池模式降低系统总成本。

在许多操作范围从0.9V～3.6V的低耗电应用里，微控制器多数时间都在休眠模式，并会定时唤醒撷取资料。C8051F9xx利用创新的设计技术将典型休眠模式电流减少到50μA以下。这款微控制器可于2μs内从低耗电休眠模式回到CPU处理速度高达25MIPS的正常操作模式，并立即开始测量模拟数字转换器的输出，这能将微控制器执行测量和算法的时间减到最少。为了节省正常操作模式下的电池耗电，C8051F9xx的省电架构能将操作模式电流减少到1 70μA/MHz。

C8051F9xx产品线不仅拥有高效能和低耗电，还在很小的封装中提供了前所未见的丰富功能。C8051F9xx系列是最先将64kB闪存和4kB RAM内存整合至4mm×4mm封装的微控制器，提供更多内存给数据记录等常见应用。这个最新的低电压、低耗电微控制器产品线还包含1个10位、300ksps模拟数字转换器(ADC)和能够快速唤醒的电压参考；1个SmaRTClock 计时模块；以及多种不同的内部振荡器选项，提供一套真正的系统单芯片解决方案。silicon Labs利用标准低耗电CMOS技术和创新的设计技术实现这种前所未见的功能整合度，协助客户减少外部零件数目和节省用料成本。

超低功耗FPGA切中可携应用需求

在嵌入式应用广泛的FPGA(现场可编程门阵列)过去常因耗电问题登不上可携手持应用台面，但在今天经过FPGA厂商从架构与设计技术上的提升，功耗降至mW已不是梦。以低功耗在FPGA市场打响名声的Actel，日前推出IGLOO和ProASIC3 FPGA的nano版本，功耗降低至2μW，封装尺寸缩减至3mm×3mm，并且扩大其商用温度范围至零度以下，同时提品已完成封装且不需要前置时间的交货，此一新组件将以高产量的便携式消费性产品市场为目标。Actel并提供价格低于1美元的50种以上不同款nano FPGA，从而打破了FPGA的价格障碍。

Actel总裁兼全球执行长John East表示：“我们开创出一片新的市场区隔，将FPGA带入一个全新的领域。当其他FPGA供货商关注于这个市场的时候，只有Actel拥有独特的能力实时提出针对快速发展中的便携式消费性产品的设计需求。由于这些市场瞬息万变，Actel建立起了策略性的存货，可立即为那些需要大量且具竞争力产品的客户提供合适的产品组合。”Actel还为测试但未封装的晶元业务(known good diebusiness)提供支持以便满足便携式应用所需的前置时间和数量的要求，例如智能电话、PDA、个人医疗监控设备、个人导航设备、电子书，以及便携式销售终端(POS)工具等。

篇3

化工设备的应用领域越来越广泛，设备的结构也是日趋多样化。各种化工新产品的研制和新工艺的开发必然要有新设备的配合来完成各种单元操作。这些新设备的应用场合往往具有高温、高压、耐腐蚀等特殊的工艺要求。按照过程设备设计的基本原则:在保证安全的前提下，尽可能做到经济。如何保证满足安全和经济方面的要求，是新设备设计中面临的主要矛盾。常规设计为了满足安全的要求，设计出的化工设备设计余量比较大，造成材料的浪费，经济性不高。对于新兴特殊的化工设备，都有各自的技术要求，没有现成的资料借鉴。随着计算机技术和数值分析方法的不断发展，分析设计方法越来越得到了人们的重视。

一、过程设备设计的特点

过程设备的设计要满足强度(材料在载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力)、刚度和抗失稳能力(构件在载荷作用下维持原有形状的能力)、耐腐蚀性、密封性能等要求。做到结构合理、制造方便，实现设备的预定功能(储存量、换热量、反应速率等)，达到预期寿命，满足生产要求，提高生产效率和经济效益。按照现代化学工程的理论，研究动量、质量、能量和化学反应4种过程，即所谓“三传一反”的研究，对于设备结构的合理化，反应器内部的反应机理的研究起到至关重要的作用。化工设备所涉及的物料大部分是流体，涉及的过程大部分是在流动条件下进行的。因此，化工容器设备的结构分析和内部流体传递过程的研究将是进行新设备研发的主要工作。

二、虚拟设计的一般方法

虚拟设计开发最主要的特征是开发过程的数字化，用虚拟的数字化模型代替传统的物理样机。这样的虚拟样机可以很方便地进行修改和复制，为设备的开发和研究提供了很好的平台。采用数字化方式还有利于协同工作的进行，可以同时对新设备进行各个角度的研究。这样，就大量地缩短了设备的开发周期，减少了开发过程的成本和费用。虚拟设计是在CAD /CAE/CAM等技术基础上发展起来的，通过采用结构设计、工程分析和制造过程控制的软件或工具，达到设计和制造的要求。CAD技术是基于二维或者三维实体的几何造型技术，支持产品零部件的详细结构设计和形态分析。CAE技术主要是应用各种数值分析软件，完成设备的结构分析、传热、传质、能量传递和化学反应过程的研究。CAM技术旨在提高产品制作过程的数字化控制。它主要包括3个步骤:前处理、加载求解和后处理。

三、虚拟设计在旋流反应器设计中的应用

1.旋流反应器的虚拟设计

旋流反应器是由旋风分离器和水力旋流器发展而来的，外加一些辅助设备，可用于高温下二相或三相反应。通过这种数值模拟方法，可以得到旋流反应器内各个位置上的物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡点分布特性等，以达到强化传质传热，增加相际接触面积，提高化学反应的效率或生成物的产率，合理利用反应过程中的能量，降低反应过程的能量消耗，优化整个工艺流程的目的。该设计过程利用目前国际上比较流行的商用CFD软件包Fluent对旋流反应器的流场分布规律进行了研究。该反应设备用于该实验室的纳米锌粉制取氢气的过程中，通过对其内部流体传递过程的研究，为结构的合理化提供理论依据。按照虚拟设计的一般步骤，依据初步的概念设计和规划，建立几何模型，确定求解区域。将几何模型网格化，把求解区域划分多个互不重叠的子区域，形成网格模型。对网格模型施加边界条件和初始条件，设定流体材料属性，选择湍流模型，设定求解方法，进行求解计算。

2.结果分析

（1）压力分布

静压沿径向由外向内递减，中心轴线附近静压较低，且为负压区。负压说明了在旋风分离器的中心位置存在真空区。在中心轴线附近气体沿径向的压力梯度最大，这主要是由于在旋风分离器轴线附近存在着强度很高的强制涡。沿着旋风分离器的轴向压力降低很小，这就说明相比于切向速度，径向速度和轴向速度显得很小，不在同一数量级上。

（2）切向速度分布

在旋流反应器的速度场中，切向速度占主导地位。颗粒或粉末状的固体反应物在切向气流的带动下做高速旋转运动，并因离心力的作用被甩向外壁面被分离。在壁面和旋转轴心，切向速度为0。

（3）径向速度分布

因径向速度的绝对值较小，很难用实验方法进行测量，但是用数值仿真的方法可以获得比较精确的结果。外区径向速度向心，内区径向速度向外。

参考文献：

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其次，制药企业从自身工艺出发确定设备验证范围，应对设备验证范围的确定，一般除考虑工艺要求外，即考虑设备在工艺路线上的重要性，对于直接或间接可能对产品产生影响的设备必须进行设备验证；另外，在确定哪些设备应进行设备验证确认时，也应考虑设备在产品生产过程中的风险性，如果进行风险评估后，设备风险系数较大，在设备使用前也应进行设备验证，并对设备验证数据进行分析总结，避免在实际生产运行过程中设备风险升高，对产品质量造成隐患。其中，因为制药企业设备的特殊性，在设计初期应对设备材质、设备功能进行确认，以免因材质选择不适当，造成产品变质、腐蚀等不符合规范要求现象。新版GMP中规定制造设备的材料不得对药品性质、质量产生影响，其所用材料需具有安全性、可辨别性及一定的使用强度。因而材料的选用应考虑在药物等介质的腐蚀性、接触性、气味性的环境条件下不发生反应，不释放微粒，不与所生产的药物或有要求的工艺介质发生化学反应或吸附，这就使得制药企业在进行设计确认时对选材应持谨慎的态度。对于金属材料的选择，一般制药企业无菌制剂接触药品的设备材质均为316L不锈钢，口服制剂接触药品的设备材质均为304不锈钢。对于非金属材料的选择，一般要求其耐腐蚀、无毒性、不掉渣、不掉毛、耐磨损、能够耐得住消毒剂。特殊用途的还应结合材料的耐热、耐油、不吸附、不吸湿等性质考虑选用，密封填料和过滤材料尤应注意卫生性能的要求。根据工艺要求及实际需要应对供应商开始进行遴选工作。在确定设备的关键参数后，接下来的工作就是根据产品工艺属性和设备关键参数遴选出最优的设备供应商。设备在采购初期，应该由设备需求部门提出设备新增计划，对设备进行规划设计，不仅仅是针对设备主要性的功能性项目，一些设备非主要部件也应在设备设计中加以重视。诸如，与无菌制剂药物直接接触的部件，均应为316L不锈钢，且应具有不附着物料的高光洁度，尤其是设备边角、搅拌桨、拨叉等部位，外廓结构均应简洁、方便清洁、消毒，但是在此应澄清一个问题，一些亮的表面其粗糙度值并不一定高。