机电工程常用材料
常用非金属材料的类型及应用
常用非金属材料有硅酸盐材料、高分子材料、非金属风管材料
一、硅酸盐材料的类型及应用
水泥、绝热棉、砌筑材料和陶瓷
（一）水泥
（二）绝热棉
种类：膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类等。
作用：用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程。
应用：石油化工耐腐蚀耐压容器及管道由玻璃钢及其制品复合材料。
（三）砌筑材料
（四）陶瓷
1．特性
具有坚硬、不燃、不生锈，能承受光照、压力等优良性能。陶瓷的硬度很高，但脆性很大。
3．应用
(1)陶瓷制品。有管件、阀门、管材、泵用零件、轴承等，主要用于防腐蚀工程中。
如，石油化工泵的密封环、高温轴承、燃气轮机叶片等。
(2)结构陶瓷用于切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部件、发动机部件、热交换器等。
二、高分子材料的类型及应用(重点）
（一）高分子材料的类型
1．高分子材料的类型
按特性分：橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
（二）高分子材料的特性及用途
特性：
①质轻、透明，具有柔软、高弹的特性；
②高分子材料摩擦系数小，易滑动，能吸收振动和声音能量；
③电绝缘体、难导热体，热膨胀较大，耐热温度低，低温脆性；
④耐水，耐酸、碱、盐等；使中会出现“老化”现象。
2．塑料
以合成的或天然的树脂作为主要成分，添加一些辅助材料（如填料、固化剂、增塑剂、稳定剂、防老剂等），在一定温度、压力下塑制成型。
按成型工艺不同分热塑性塑料、热固性塑料。
(1)热塑性塑料
以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又软化，可反复塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
(2)热固性塑料
以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构，受热后不再软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。如酚醛塑料、环氧塑料等
(3)塑料制品
聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等，用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。
1)聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水。
2) ABS工程塑料管
耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管。
3．橡胶（P9）
特性：弹性最好，强度大、电绝缘性好、不透水的特点，较好的耐碱，但不耐浓酸，能溶于苯、汽油等溶剂。用于制造胶带、胶管和减振零件等。
4．纤维（P9）
有天然纤维、人造纤维与合成纤维。合成纤维的涤纶用于工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。
5．涂料（P9）有能防火、防静电、防辐射和装饰作用。
三、非金属风管材料的类型及应用（重点）
风管是用于空气输送和分布的管道系统。
1．非金属风管材料的类型有：
酚醛复合板材，聚氨酯复合板材，玻璃纤维复合板材，无机玻璃钢板材，硬聚氯乙烯板材。
2．应用
①酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；②聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，对酸碱性环境和防排烟系统不适用；
③玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统，对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。（2016考题）
【例1】高分子材料按特性划分包括等。
A．玻璃棉
B．橡胶
C．纤维
D．塑料
E．陶瓷
【答案】BCD
【例2】下列塑料中，不属于热塑性塑料的是。（2015）
A．聚氯乙烯
B．聚苯乙烯
C．聚丙烯
D．环氧塑料
【答案】D
【例3】玻璃纤维复合风管适用于。（2011年）
A．洁净空调系统
B．酸性环境空调系统
C．防排烟空调系统
D．中压以下空调系统
【答案】D
【例4】下列非金属风管材料中，适用于酸碱性环境的是。（2016）
A.聚氨酯复合板材
B.酚醛复合板材
C.硬聚氯乙稀板材
D.玻璃纤维复合板材
【答案】C
【例5】下列关于塑料及其制品的说法，正确的有。
A.水管主要采用聚氯乙烯制作
B.煤气管道采用低、中密度聚乙烯制作
C.热水管通常采用硬聚乙烯
D.泡沫塑料适于用作屋顶和外墙隔热保温材料
E.聚丙烯管常用于流体输送
【正确答案】ADE
常用电气材料的类型及应用
电气材料：电线和电缆
一、电线的类型及应用
1．BLX型、BLV型：铝芯电线，由于重量轻，用于架空线路，尤其是长途输电线路。
2．BX（橡皮绝缘电线）、BV（聚氯乙烯绝缘电线）
3．RV型、RX型
4．BVV型
二、电缆的类型及应用
相关知识：
电缆的型号由八部分组成：
①用途代码－不标为电力电缆，K为控制缆，P为信号缆；
②绝缘代码－Z油浸纸，X橡胶，V聚氯乙稀，YJ交联聚乙烯，带数字表示铠装；
③额定电压－单位KV；
ZR-阻燃 NH-耐火 YJFE-辐照交联
电力电缆基本结构
应用：
①家用电器使用的220V电线，一般工业企业用380V线缆，输配电线路使用的500kV、220kV、110kV超高压和高压线缆等。
②阻燃控制电缆适用于交流额定电压450/750V及以下有特殊阻燃要求的控制、监控回路及保护线路等场合，作为电气装备之间的控制接线。
三、绝缘材料的类型及应用（p12自学）
主要掌握绝缘材料的类型及应用
【例1】直接埋地敷设的照明电缆，应选用型电缆。（2012年）
A．VV
B．VV22
C．VV32
D．YJV32
【答案】B
【例2】大档距的高压架空输电线路中采用的导线适宜选用 。
A．LGJ型
B．VV型
C．YJV型
D．RX型
E．LGHJ型
【答案】AE
【例3】机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用聚氯乙烯绝缘平形铜芯软线，因为电焊位置不固定，多移动。
A.RV型
B.BLX型
C.BLV型
D.BVV型
【正确答案】A
机电工程常用工程设备
机电工程设备是指归业主所有、为满足合同要求、组成工程实体的各种设备，工程竣工验收后防排烟风管保温岩棉，施工单位向业主办理移交手续。机电工程常用工程设备种类很多，可根据《建设工程分类标准》GB/T 50841-2013的工程划分为通用机械设备、专用设备、静置设备、电气设备。
通用机械设备的分类和性能
机电工程的通用机械设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。分切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机设备、泵设备、压缩机设备等，设备的性能一般以其参数表示。
一、泵的分类和性能
1．泵的分类
泵主要用来输送流体或混合流体，包括液体、气体、气液混合物、固液混合物以及气固液三相混合物的机械设备。
泵的分类（P13）
(2)根据泵的工作原理和结构形式分：
容积式泵、叶轮式泵。
1)容积式泵
工作容积周期性增大和缩小而吸排物料，直接使物料压力增加。
分：往复泵和回转泵两类，
往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等；
回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。
2)叶轮式泵
叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的物料。
根据泵的叶轮和流道结构特点的不同，叶轮式泵分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。
离心泵效率高，结构简单，适用范围最广。
2．泵的性能
(1)泵的性能参数主要有：
①流量：指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量。
②扬程：单位重量输送液体从泵人口至出口的能量增量，对于容积式泵，以压力增量代替扬程来表示。
③泵的效率：可以由流量、扬程和轴功率按公式计算求得。
(2)泵的各个性能参数用特性曲线来表示。
如，一幢30层的高层建筑，水泵的扬程应在130m以上。
二、风机的分类和性能
1．风机的分类（P14）
(2)按照气体在旋转叶轮内部流动方向分为：离心式风机、轴流式风机、混流式风机。
(4)按照排气压强的不同分为：通风机、鼓风机、压气机。
2．风机的性能
风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速，噪声和振动的大小也是风机的指标。
①流量（风量）以单位时间内流经风机的气体体积表示。 ②压力（风压）指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分。
③功率（轴功率）指风机的输入功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90%。
三、压缩机的分类和性能（P14）
请自学，原理与风机相同。
四、输送设备的分类和性能（P15）
1．输送设备的分类
输送设备通常按有无牵引件（链、绳、带）分： (1)具有挠性牵引件的输送设备，有带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输送机、悬挂输送机，斗式提升机等。
特点：把物品置于承载件上，由挠性牵引件搬运承载件沿着固定的线路运动，靠物品和承载件的摩擦力使物品与牵引件在工作区段上一起移动。
(2)无挠性牵引件的输送设备，有螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机等。
特点：物品与推动件分别运动。推动件作旋转运作（滚子输送机）或往复运动（振动输送机）时，依靠物品与承载件间的摩擦力或惯性力，使物品向前运动，而推运件自身仍保持或回复到原来位置。
2．输送设备的性能
(1)连续输送设备只能沿着一定路线向一个方向连续输送物料，可水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路。
性能：输送能力大、运距长、设备简单、操作简便、生产率高，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作。
(2)连续输送机械的主要参数：
输送能力、线路布置（水平运距、提升高度等）、输送速度、主要工作部件的特征尺寸和驱动功率等。
五、切削机床的分类和性能（P15）
七、铸造设备的分类和性能（P16）
【例1】下列参数中，属于风机的主要性能参数是。
A.流量、风压、比转速
B.流量、吸气压力、转速
C.功率、吸气压力、比转速
D.功率、扬程、转速
【正确答案】A
专用设备的分类和性能（P17）
一、火力发电设备的分类和性能（P17）
二、锅炉设备的分类和性能
1．锅炉设备的分类
按照特种设备目录，锅炉分：承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉、锅炉部件和锅炉材料。
(1)承压蒸汽锅炉，工质为水，输出水蒸气
(2)承压热水锅炉，工质为水，输出热水
(3)有机热载体锅炉，工质为有机热载体（导热油），输出液相或气相热油
2．锅炉的性能
锅炉由锅和炉组成，盛水部件为锅，加热部分为炉。
锅炉指标：蒸发量、压力和温度、受热面蒸发率和受热面发热率、锅炉热效率等。
锅炉的主要性能指标（重点）
(1)蒸发量
蒸汽锅炉用额定蒸发量表明其容量的大小，即每小时生产的额定蒸汽量称为蒸发量，单位是t/h，也称锅炉的额定出力或铭牌蒸发量。
热水锅炉用额定热功率来表明其容量的大小，单位是MW。
(2)压力和温度
压力：
蒸汽锅炉出汽口处的蒸汽额定压力
热水锅炉出水口处热水的额定压力称为锅炉的额定工作压力（最高工作压力），单位是MPa。
温度：生产过热蒸汽的锅炉，应标明蒸汽过热器出口处的蒸汽温度，即过热蒸汽温度，单位是℃。
热水锅炉，分为额定出口的热水温度和额定进口的回水温度。通过热水锅炉的水流量称为额定循环水量，单位是t/h。
(3)受热面蒸发率和受热面发热率
锅炉受热面是指锅内的汽水等介质与烟气进行热交换的受压部件的传热面积，用烟气侧的金属表面积来计算受热面积，单位为m2。
蒸汽锅炉：每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量，称为锅炉受热面蒸发率，单位是kg/(m2．h)。
热水锅炉：每小时每平方米受热面所产生的热量称为受热面的发热率，单位是kJ/(m2．h)。
注意：
锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指标，其数值越大，表示传热效果越好。
一般工业锅炉的受热面蒸发率小于40kg/(m2．h)； 热水锅炉的受热面发热率小于/(m2．h)。
(4)锅炉热效率
锅炉有效利用热量与单位时间内锅炉的输入热量的百分比，也称为锅炉效率，用符号η表示。
锅炉效率是表明锅炉热经济性的指标，一般工业燃煤锅炉热效率在60%～82%左右。
五、石油化工设备的分类和性能（p18）
六、冶金设备的分类和性能（p19）
七、建材设备的分类和性能（p20）
八、矿业设备的分类和性能（p20）
自学
【例1】在锅炉的基本特性中，热水锅炉每小时每平方米受热面所产生的热量称为受热面的。
A．蒸发率
B．热效率
C．发热率
D．蒸发量
【正确答案】C
【例2】反映锅炉工作强度的指标是，其数值越大，表示传热效果越好。
A:压力和温度
B:蒸发量和热效率
C:蒸发量和发热率
D:蒸发率和发热率
【正确答案】D
静置设备的分类和性能
定义：根据工艺需要，专门设计制造且未列入国家设备产品目录的设备
作用：贮存、均压、交换、反应、过滤等
许多类别的静置设备属于特种设备（压力容器）P459
一、静置设备的分类
1．按设备的设计压力分：
真空设备： P ＜ 0MP
常压设备： P ＜ 0.1MPa
低压设备： 0.1 MPa≤P ＜ 1.6 MPa
中压设备： 1.6 MPa≤P ＜ 10 MPa
高压设备： 10 MPa≤P ＜ 100 MPa
超高压设备： P≥100 MPa
3．按设备在生产工艺过程中的作用原理分：
容器、反应器、塔、换热器、储罐等。
(1)容器
一般容器，带搅拌容器（反应釜或称搅拌罐）。
(2)反应器
釜式反应器，管式反应器，固定床反应器，流化床反应器。
(3)塔
按塔内气、液接触部件的结构分：板式塔和填料塔。
1)板式塔（塔盘塔）
常用的板式塔：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形喷射塔、新型塔和复合型塔。
喷射型塔包括：舌形塔板、浮舌塔板、浮动喷射塔板
2)填料塔。填料塔包括填料和填料塔附件。
(4)换热器
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
按生产中使用目的分：冷却器、加热器、冷凝器、汽化器（或再沸器）和换热器等。
常用换热器有：夹套式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器、板片式换热器、非金属换热器。
(5)储罐
1)按制作储罐的材料分：金属储罐和非金属储罐。
2)按储罐位置分：地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。
3)按储罐储存介质分：原油储罐、燃油储罐、润滑油储罐、食用油储罐、甲醇储罐、消防水罐等。
二、静置设备的性能
主要性能参数：
容积、压力、温度、流量、液位、换热面积、效率及设备的强度、刚度和稳定性等。
【例1】静设备的性能主要由其功能来决定，其主要作用有。
A. 均压
B. 热交换
C. 贮运
D. 反应
E. 过滤
【正确答案】ABCDE
【例2】按照设备在生产工艺过程中的作用原理分类，搅拌罐属于静置设备中的。
A．容器
B．反应器
C．换热设备
D．分离设备
【正确答案】A
电气设备的分类和性能
机电工程常用的电气设备作用：
从电网受电，变压，向负载供电，将电能转换为机械能。
主要有电动机、变压器、高压电器及成套装置、低压电器及成套装置、电工测量仪器仪表等。
一、电动机的分类和性能
1．电动机的分类（P22）
(1)按电动机工作电源分：直流电动机和交流电动机。
(2)按结构及工作原理分：直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机。
2．电动机的性能
(1)直流电动机用于拖动对调速要求较高的生产机械。
优点：较大的启动转矩和良好的启、制动性能以及易于在较宽范围内实现平滑调速的特点。
缺点：结构复杂、价格高。
(2)交流同步电动机用于拖动恒速运转的大、中型低速机械。
优点：具有转速恒定及功率因数可调的特点。
缺点：是结构较复杂、价格较贵、启动麻烦。
(3)交流异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。
优点：结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、坚固耐用等优点。
缺点：与直流电动机相比，其启动性能和调速性能较差；
对比：与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不利。
【例】异步电动机与同步电动机相比，其缺点是。
A．结构较复杂
B．功率因数低 C．价格较贵
D．启动麻烦
【正确答案】B
二、变压器的分类和性能
变压器是输送交流电时所使用的一种变换电压和变换电流的设备。
1．变压器的分类（P23）
（1）按相数分类：单相变压器和三相变压器；按绕组数量可分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦电力变压器。
（2）按变压器的冷却介质分类：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器等。
2．变压器的性能
变压器的性能参数决定，由变压器线圈的绕组匝数、连接组别方式、外部接线方式及外接元器件来决定。
变压器的主要参数：（P24）
工作频率、额定功率、额定电压、电压比、空载电流、空载损耗、效率、绝缘电阻。
【例】变压器的性能由决定。
A．外接元器件
B．外部接线方式
C．线圈的绕组匝数
D．固定方式
E．连接组别方式
【正确答案】ABCE
三、高压电器及成套装置的分类和性能
高压电器是指交流电压1200V、直流电压≥1500V（小于即为低压）的电器。
高压成套装置是指由一个或多个高压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接的一种组合体。
(3)高压电器的种类。
按作用可以分为：
1)开关电器，如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等。
2)保护电器，如熔断器、避雷器。
3)测量电器，如电压、电流互感器。
4)限流电器，如电抗器、电阻器。
5)成套电器与阻合电器。
2．高压电器及成套装置的性能
高压电器及成套装置的性能由其在电路中所起的作用来决定，主要有：通断、保护、控制和调节四大性能。
(1)高压断路器（高压开关）
变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性。
系统正常运行时防排烟风管保温岩棉，能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；
系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。
用途：控制作用；保护作用；安全隔离作用。
(2)真空断路器
利用真空度约为10-4 Pa(运行中不低于10-2 Pa)的高真空作为内绝缘和灭弧介质。
(3)六氟化硫断路器（SF6断路器）
用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器。
四、低压电器及成套装置的分类和性能
1．低压电器及成套装置的分类
在交流电压＜1200V、直流电压1500V的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
2．低压电器及成套装置的性能
主要有：通断、保护、控制和调节四大性能。
五、电工测量仪器仪表的分类和性能
1．电工测量仪器仪表的分类
分指示仪表（直读仪表）和较量仪表两类。
指示仪表：电压表、电流表、钳形表、电能（度）表、万用表、兆欧表等。
较量仪表：电桥、电位差计等。
2．电工测量仪器仪表的性能
电工测量仪器仪表的性能由被测量对象来决定，其测量的对象不同，性能有所区别。
测量对象：
电流、电压、功率、频率、相位、电能、电阻、电容、电感等电参数，以及磁场强度、磁通、磁感应强度、磁滞、涡流损耗、磁导率等参数。
【例1】度量器直接参与工作才能确定被测量数值的仪表有。
A．电流表
B．电桥
C．电压表
D．兆欧表
E．电位差计
【正确答案】BE
伦特莱（广州）新材料有限公司（Vinylon），是一家以保温材料为核心业务，专业从事建筑节能保温体系，为客户提供绿色环保保温建材方案和产品的专业建筑材料公司。公司是上海炀和新材料科技有限公司（东方雨虹控股公司 股票代码 002271）授权的中国华南区代理，负责其优秀产品钢结构专用玻璃棉毡、暖通空调系统专用玻璃棉板、热网高温专用玻璃棉、高强度屋面岩棉板、外墙外保温岩棉板/带、幕墙/楼板/隔断岩棉，橡塑等具有极低 VOC 排放等保温节能产品的推广、销售、技术支援。为客户提供更经济的节能解决方案，更全面的专业服务。
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