化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)

第1篇 化工設(shè)備材料
第1章 化工設(shè)備材料及其選擇
1.1 概述
1.2 材料的性能
1.2.1 力學(xué)性能
1.2.2 物理性能
1.2.3 化學(xué)性能
1.2.4 加工工藝性能
1.3 金屬材料的分類(lèi)及牌號(hào)
1.3.1 分 類(lèi)
1.3.2 鋼鐵牌號(hào)及表示方法
1.4 碳鋼與鑄鐵
1.4.1 鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)
1.4.2 鐵碳合金狀態(tài)圖
1.4.3 碳 鋼
1.4.4 鋼的熱處理
1.4.5 鑄 鐵
1.5 低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼
1.5.1 合金元素對(duì)鋼性能的影響
1.5.2 低合金鋼
1.5.3 鍋爐鋼與容器鋼
1.5.4 不銹耐酸鋼
1.5.5 耐熱鋼
1.5.6 低溫用鋼
1.5.7 鋼材的品種和規(guī)格
1.6 有色金屬材料
1.6.1 鋁及其合金
1.6.2 銅及其合金
1.6.3 鉛及其合金
1.6.4 鈦及其合金
1.7 非金屬材料
1.7.1 無(wú)機(jī)非金屬材料
1.7.2 有機(jī)非金屬材料
1.8 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施
1.8.1 金屬的腐蝕
1.8.2 晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕
1.8.3 金屬腐蝕破壞的形式
1.8.4 金屬設(shè)備的防腐措施
1.9 化工設(shè)備材料的選擇
1.9.1 選材的一般原則
1.9.2 選材舉例
習(xí)題
第2篇 化工容器設(shè)計(jì)
第2章 容器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)
2.1 容器的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)
2.1.1 容器的分類(lèi)
2.1.2 容器的結(jié)構(gòu)
2.2 容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化
2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化的意義
2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)
2.3 壓力容器的安全監(jiān)察
2.3.1 壓力容器安全監(jiān)察的意義與監(jiān)察范圍
2.3.2 壓力容器相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
2.3.3 我國(guó)壓力容器常用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
2.4 容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求
習(xí)題
第3章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析
3.1 回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析--薄膜應(yīng)力理論
3.1.1 薄壁容器及其應(yīng)力特點(diǎn)
3.1.2 基本概念與基本假設(shè)
3.1.3 經(jīng)向應(yīng)力計(jì)算公式--區(qū)域平衡方程式
3.1.4 環(huán)向應(yīng)力計(jì)算公式--微體平衡方程式
3.1.5 軸對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)殼體薄膜理論的應(yīng)用范圍
3.2 薄膜理論的應(yīng)用
3.2.1 受氣體內(nèi)壓的圓筒形殼體
3.2.2 受氣體內(nèi)壓的球形殼體
3.2.3 受氣體內(nèi)壓的橢球殼體（橢圓形封頭）
3.2.4 受氣體內(nèi)壓的錐形殼體
3.2.5 受氣體內(nèi)壓的碟形殼體（碟形封頭）
3.2.6 例題
3.3 內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力
3.3.1 邊緣應(yīng)力的概念
3.3.2 邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)
3.3.3 對(duì)邊緣應(yīng)力的處理
習(xí)題
第4章 內(nèi)壓薄壁賀筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)
4.1 強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本知識(shí)
4.1.1 關(guān)于彈性失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
4.1.2 強(qiáng)度理論及其相應(yīng)的強(qiáng)度條件
4.2 內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)
4.2.1 強(qiáng)度計(jì)算公式
4.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
4.2.3 容器的厚度和最小厚度
4.2.4 壓力試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核
4.2.5 例題
4.3 內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)
4.3.1 半球形封頭
4.3.2 橢圓形封頭
4.3.3 碟形封頭
4.3.4 球冠形封頭
4.3.5 錐形封頭
4.3.6 平板封頭
4.3.7 例題
4.3.8 封頭的選擇
習(xí)題
第5章 外壓圓筒與封頭的設(shè)計(jì)
5.1 概述
5.1.1 外壓容器的失穩(wěn)
5.1.2 容器失穩(wěn)型式的分類(lèi)
5.2 臨界壓力
5.2.1 概念
5.2.2 影響臨界壓力的因素
5.2.3 長(zhǎng)圓筒、短圓筒和剛性圓筒
5.2.4 臨界壓力的理論計(jì)算公式
5.2.5 臨界長(zhǎng)度
5.3 外壓圓筒的工程設(shè)計(jì)
5.3.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
5.3.2 外壓圓筒壁厚設(shè)計(jì)的圖算法
5.3.3 外壓容器的試壓
5.3.4 例題
5.4 外壓球殼與凸形封頭的設(shè)計(jì)
5.4.1 外壓球殼和球形封頭的設(shè)計(jì)
5.4.2 凸面受壓封頭的設(shè)計(jì)
5.4.3 例題
5.5 外壓圓筒加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)
5.5.1 加強(qiáng)圈的作用與結(jié)構(gòu)
5.5.2 加強(qiáng)圈的間距
5.5.3 加強(qiáng)圈的尺寸設(shè)計(jì)
5.5.4 加強(qiáng)圈與圓筒間的連接
5.5.5 例題
習(xí)題
第6章 容器零部件
6.1 法蘭聯(lián)接
6.1.1 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理
6.1.2 法蘭的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)
6.1.3 影響法蘭密封的因素
6.1.4 法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用
6.2 容器支座
6.2.1 臥式容器支座
6.2.2 立式容器支座
6.3 容器的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)
6.3.1 開(kāi)孔應(yīng)力集中現(xiàn)象及其原因
6.3.2 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的原則、形式與結(jié)構(gòu)
6.3.3 等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法
6.3.4 例題
6.4 容器附件
6.4.1 接管
6.4.2 凸緣
6.4.3 手孔與人孔
6.4.4 視鏡
6.5 容器設(shè)計(jì)舉例
6.5.1 罐體壁厚設(shè)計(jì)
6.5.2 封頭厚度設(shè)計(jì)
6.5.3 鞍座
6.5.4 X7[.
6.5.5 人孔補(bǔ)強(qiáng)
6.5.6 接管
6.5.7 設(shè)備總裝配圖
習(xí)題
第3篇 典型化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)
第7章 管殼式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)
7.1 概述
7.1.1 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)及主要零部件
7.1.2 管殼式換熱器的分類(lèi)
7.1.3 管殼式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容
7.2 管子的選用及其與管板的連接
7.2.1 管子的選用
7.2.2 管子與管板的連接
7.3 管板結(jié)構(gòu)
7.3.1 換熱管排列形式
7.3.2 管間距
7.3.3 管板受力及其設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介
7.3.4 管程的分程及管板與隔板的連接
7.3.5 管板與殼體的連接結(jié)構(gòu)
7.4 折流板、支承板、旁路擋板及攔液板的作用與結(jié)構(gòu)
7.4.1 折流板與支承板
7.4.2 旁路擋板
7.4.3 攔液板
7.5 溫差應(yīng)力
7.5.1 管壁與殼壁溫差引起的溫差應(yīng)力
7.5.2 管子拉脫力的計(jì)算
7.5.3 溫差應(yīng)力的補(bǔ)償
7.5.4 膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)及設(shè)置
7.6 管箱與殼程接管
7.6.1 管箱
7.6.2 殼程接管
7.7 管殼式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)舉例
習(xí)題
第8章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)
8.1 塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)
8.1.1 塔體厚度的計(jì)算
8.1.2 裙座設(shè)計(jì)
8.2 塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)舉例
8.2.1 設(shè)計(jì)條件
8.2.2 按計(jì)算壓力計(jì)算塔體和封頭厚度
8.2.3 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算
8.2.4 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算
8.2.5 地震彎矩計(jì)算
8.2.6 偏心彎矩計(jì)算
8.2.7 各種載荷引起的軸向應(yīng)力
8.2.8 塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度穩(wěn)定校核
8.2.9 塔體水壓試驗(yàn)和吊裝時(shí)的應(yīng)力校核
8.2.10 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)
8.2.11 地腳螺栓計(jì)算
8.3 板式塔結(jié)構(gòu)
8.3.1 總體結(jié)構(gòu)
8.3.2 塔盤(pán)結(jié)構(gòu)
8.3.3 塔盤(pán)的支承
8.4 填料塔結(jié)構(gòu)
8.4.1 噴淋裝置
8.4.2 液體再分布器
8.4.3 支承結(jié)構(gòu)
附錄
附錄l　常用金屬材料的物理性能
附錄2　優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)和化學(xué)成分（GB711-88）
附錄3　鍋爐用鋼板的力學(xué)性能（GB713-1997）
附錄4　容器鋼板的化學(xué)成分和力學(xué)性能
附錄5　國(guó)內(nèi)常用耐熱鋼的化學(xué)成分、熱處理狀態(tài)、力學(xué)性能及用途
附錄6　鋼板、鋼管、鍛件和螺栓的高溫力學(xué)性能
附錄7　無(wú)縫鋼管的尺寸范圍及常用系列
附錄8　螺栓、螺母材料組合及適用溫度范圍
附錄9　鋼板、鋼管、鍛件和螺栓的許用應(yīng)力
習(xí)題
第9章 攪拌器的機(jī)械設(shè)計(jì)
9.1 概述
9.2 攪拌器的型式及選型
9.3 攪拌器的功率
9.3.1 攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率
9.3.2 影響攪拌器功率的因素
9.3.3 從攪拌作業(yè)功率的觀(guān)點(diǎn)確定攪拌過(guò)程的功率
9.4 攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.4.1 罐體的尺寸確定
9.4.2 頂蓋的結(jié)構(gòu)
9.5 傳動(dòng)裝置及攪拌軸
9.5.1 傳動(dòng)裝置
9.5.2 軸的計(jì)算
9.6 軸封
9.6.1 填料密封
9.6.2 機(jī)械密封
附錄10 熱軋鋼板的尺寸規(guī)格（GB709-88）
附錄11 圖5-5和圖5-7～圖5-14數(shù)據(jù)表（GB150-1998）
附錄12 長(zhǎng)頸法蘭的最大允許工作壓力（JBT4700-2000）
附錄13 甲型、乙型平焊法蘭和長(zhǎng)頸法蘭螺柱材料的選用
附錄14 甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭尺寸系列
附錄15 管法蘭標(biāo)準(zhǔn)（HG2059297）
附錄16 雙鞍式支座標(biāo)準(zhǔn)（JBT4712-92）
附錄17 耳式支座標(biāo)準(zhǔn)（JBT4725-92）
附錄18 裙座上開(kāi)設(shè)檢查孔處的斷面模數(shù)及面積
附錄19 裙座標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸
參考文獻(xiàn)