過程機械（第二版）

第一篇 過程容器
1　壓力容器設計概述 002
1.1　壓力容器及其分類 002
1.1.1　壓力容器及其構成 002
1.1.2　壓力容器的分類 002
1.2　壓力容器的設計要求 004
1.3　壓力容器材料及選擇 005
1.3.1　壓力容器用鋼 005
1.3.2　對壓力容器用鋼的要求 006
1.3.3　壓力容器用鋼的選擇 007
1.4　壓力容器規(guī)范簡介 007
1.4.1　國外壓力容器規(guī)范 008
1.4.2　我國壓力容器規(guī)范 008
思考題 010

2　壓力容器應力分析 011
2.1　中低壓容器應力分析 011
2.1.1　壓力容器的薄膜應力 011
2.1.2　壓力容器的邊緣應力 016
2.2　圓筒形高壓容器應力分析 018
2.2.1　彈性應力分析 018
2.2.2　彈塑性應力分析 021
2.2.3　溫差應力分析 023
2.2.4　機械應力與熱應力的綜合應力 025
2.3　圓形平蓋封頭應力分析 026
2.3.1　定解方程及求解 026
2.3.2　變形及應力分布特點 030
2.4　壓力容器局部應力分析 031
2.4.1　局部應力及分析方法 031
2.4.2　平板開小孔的應力集中 032
2.4.3　壓力容器開小孔的應力集中 035
2.4.4　壓力容器開孔接管的應力集中 036
思考題 038

3　壓力容器常規(guī)設計 039
3.1　圓筒形容器筒體的強度設計 040
3.2　壓力容器封頭的強度設計 041
第一篇　過程容器
3.2.1　半球形封頭 041
3.2.2　橢圓形封頭 042
3.2.3　碟形封頭 043
3.2.4　球冠形封頭 044
3.2.5　錐形封頭 046
3.2.6　平蓋封頭 046
3.3　法蘭連接及密封設計 048
3.3.1　法蘭密封及失效 048
3.3.2　法蘭密封設計 051
3.3.3　法蘭強度設計 058
3.4　開孔接管及補強設計 060
3.4.1　補強結構與設計規(guī)則 061
3.4.2　等面積補強設計 062
3.5　容器支座的結構與選型 064
3.5.1　懸掛式支座 065
3.5.2　支承式支座 066
3.5.3　鞍式支座 067
3.6　外壓容器穩(wěn)定性設計 068
3.6.1　圓環(huán)的穩(wěn)定性分析 068
3.6.2　圓柱形筒體的穩(wěn)定性分析 069
3.6.3　外壓圓筒的設計計算 071
3.6.4　外壓封頭的設計計算 075
3.6.5　加強圈設計 076
3.7　設計參數(shù)及壓力試驗 079
3.7.1　設計參數(shù) 079
3.7.2　壓力試驗 082
思考題 083

4　壓力容器分析設計 085
4.1　分析設計概述 085
4.1.1　常規(guī)設計的局限性 085
4.1.2　分析設計的基本思想 086
4.1.3　分析設計與常規(guī)設計的規(guī)范比較 087
4.2　應力特性 087
4.2.1　中低壓容器 088
4.2.2　高壓容器 088
4.2.3　平蓋封頭 090
4.2.4　殼體不連續(xù)區(qū) 090
4.2.5　容器支座區(qū) 091
4.2.6　容器接管區(qū) 092
4.2.7　容器熱應力 093
4.3　應力分類 094
4.3.1　一次應力 095
4.3.2　二次應力 095
4.3.3　峰值應力 095
4.4　應力評定 097
4.4.1　應力強度 097
4.4.2　應力強度設計限制 099
4.4.3　極限載荷設計概念 101
4.4.4　結構安定性概念 104
4.4.5　疲勞分析設計準則 105
思考題 107

5　高壓容器設計 108
5.1　高壓容器設計概述 108
5.1.1　高壓容器的結構特點 108
5.1.2　高壓容器的材料特點 109
5.1.3　高壓容器筒體的結構型式 110
5.2　高壓圓筒的強度設計 114
5.2.1　高壓圓筒強度設計準則 114
5.2.2　單層高壓圓筒的強度計算 116
5.2.3　多層高壓圓筒的強度計算 117
5.3　高壓容器的密封結構 118
5.3.1　強制式密封 118
5.3.2　自緊式密封 119
5.3.3　高壓管道密封 122
5.4　高壓容器的自增強技術 123
5.4.1　自增強技術原理 123
5.4.2　自增強處理壓力 123
5.4.3　自增強處理應力 123
5.4.4　自增強處理半徑 125
5.4.5　自增強處理方法 125
思考題 126

6　球形儲罐設計 127
6.1　概述 127
6.1.1　球罐的特點 127
6.1.2　球罐分類 128
6.1.3　球罐的設計內容 128
6.2　球罐殼體設計 129
6.2.1　桔瓣式球殼的設計 129
6.2.2　足球瓣式和混合式球殼與強度設計 132
6.3　球罐支座設計 133
6.3.1　赤道正切柱式支座設計 133
6.3.2　其他型式的支座結構 136
6.4　人孔、接管及附件設計 139
6.4.1　人孔結構 139
6.4.2　接管結構 140
6.4.3　球罐附件 141
6.5　球罐的抗震結構設計 142
6.5.1　球罐抗震結構設計的一般要求 142
6.5.2　球罐抗震設計的方法與措施 143
思考題 145

第二篇　過程機器
7　壓縮機 148
7.1　壓縮機的類型及應用 148
7.1.1　壓縮機的分類及比較 148
7.1.2　壓縮機的應用 151
7.2　往復活塞式壓縮機 151
7.2.1　往復活塞式壓縮機基本原理 151
7.2.2　往復活塞式壓縮機的調節(jié)與控制 163
7.2.3　往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 166
7.2.4　往復活塞式壓縮機的選型 172
7.3　離心式壓縮機 175
7.3.1　離心式壓縮機基本原理 175
7.3.2　離心式壓縮機的工作特性及調節(jié) 183
7.3.3　相似理論在離心式壓縮機中的應用 185
7.3.4　離心式壓縮機主要零部件 187
7.3.5　離心式壓縮機的選型 189
7.4　其他壓縮機 191
7.4.1　螺桿式壓縮機 192
7.4.2　單螺桿式壓縮機 193
7.4.3　滾動活塞式壓縮機 193
7.4.4　滑片式壓縮機 194
7.4.5　液環(huán)式壓縮機 194
7.4.6　渦旋式壓縮機 194
7.4.7　軸流式壓縮機 195
7.4.8　軸流離心混合式壓縮機 195
思考題 195
討論題 197

8　風機 199
8.1　風機的類型及性能參數(shù) 199
8.1.1　風機的類型 199
8.1.2　風機的性能參數(shù) 200
8.2　離心式風機 203
8.2.1　離心式風機的工作原理 203
8.2.2　離心式風機的工作特性及調節(jié) 204
8.2.3　相似理論在離心式風機中的應用 209
8.2.4　離心式風機的主要零部件 209
8.2.5　離心式風機的選型 210
8.3　軸流式風機 213
8.3.1　軸流式風機的結構及工作原理 213
8.3.2　軸流式風機的特點及性能曲線 214
8.3.3　軸流式風機的調節(jié) 215
8.3.4　軸流式風機的選型 215
8.4　其他風機 216
8.4.1　羅茨鼓風機與葉氏鼓風機 216
8.4.2　橫流式通風機 218
8.4.3　筒形離心式風機 218
思考題 219

9　制冷機 220
9.1　概述 220
9.1.1　制冷機的基本原理及分類 220
9.1.2　制冷劑和載冷劑 221
9.1.3　潤滑油 222
9.2　活塞式制冷機 222
9.2.1　活塞式制冷機的壓縮循環(huán) 223
9.2.2　活塞式制冷機制冷循環(huán)的工作參數(shù) 224
9.2.3　活塞式制冷壓縮機的選型指南 226
9.2.4　活塞式制冷機的制冷熱交換設備 229
9.2.5　活塞式制冷機的輔機系統(tǒng) 230
9.2.6　活塞式制冷機組 235
9.3　螺桿式制冷機 236
9.3.1　螺桿式制冷壓縮機的性能參數(shù)及調節(jié) 236
9.3.2　螺桿式制冷機的形式及參數(shù) 238
9.3.3　螺桿式制冷機的選型指南 239
9.4　離心式制冷機 242
9.4.1　離心式制冷機的特點及應用 242
9.4.2　離心式制冷機的基本組成和制冷循環(huán) 243
9.4.3　離心式制冷機的選型指南 243
9.5　吸收式制冷機 246
9.5.1　溴化鋰吸收式制冷機 246
9.5.2　氨- 水吸收式制冷機 250
9.6　其他低溫制冷機 250
9.6.1　斯特林制冷機 250
9.6.2　維勒米爾制冷機 251
9.6.3　磁性制冷機 251
9.6.4　吸附制冷機 251
9.6.5　氣波制冷機 252
思考題 252

10　泵 253
10.1　泵的類型及應用 253
10.1.1　泵的類型 253
10.1.2　泵的應用 254
10.2　離心泵 255
10.2.1　離心泵的基本結構與工作原理 255
10.2.2　離心泵的操作與調節(jié) 258
10.2.3　相似理論在離心泵中的應用 262
10.2.4　離心泵的主要零部件 266
10.2.5　離心泵的選型 268
10.3　其他葉片式泵 274
10.3.1　軸流泵和混流泵 274
10.3.2　旋渦泵 275
10.4　容積式泵 276
10.4.1　概述 276
10.4.2　往復泵 277
10.4.3　轉子泵 279
10.5　計量泵 281
10.6　真空泵 282
10.6.1　真空泵的性能指標 282
10.6.2　各類真空泵的工作范圍及特征 283
10.6.3　真空泵的選型 284
思考題 284

11　離心機 285
11.1　離心分離的基本知識 285
11.1.1　離心力場的基本特性 285
11.1.2　離心機的分類 288
11.1.3　原料液的特性 290
11.1.4　原料液的預處理 290
11.2　過濾式離心機 291
11.2.1　各種過濾式離心機的特點及應用 291
11.2.2　過濾式離心機的生產(chǎn)能力 294
11.3　沉降式離心機 295
11.3.1　各種沉降式離心機的特點及應用 295
11.3.2　沉降式離心機的生產(chǎn)能力 296
11.4　分離機 297
11.4.1　各種分離機的特點及應用 297
11.4.2　分離機的生產(chǎn)能力 301
11.5　離心機功率的確定 301
11.6　離心機的主要零部件 301
11.6.1　轉鼓 301
11.6.2　過濾式離心機濾網(wǎng) 302
11.6.3　主軸及支承 302
11.7　離心機的選型 302
11.7.1　離心機型號的編制 302
11.7.2　選型原則 304
11.7.3　選型指南 305
11.8　其他分離機械 308
11.8.1　旋液分離器 308
11.8.2　重力過濾機 308
11.8.3　加壓過濾機 309
11.8.4　真空過濾機 309
思考題 309

12　過程機器的安全可靠性 310
12.1　高速轉子軸的臨界轉速 310
12.1.1　轉軸的臨界轉速 310
12.1.2　臨界轉速的計算 311
12.2　機器的振動及隔振 311
12.2.1　隔振的基本原理 311
12.2.2　隔振器及其布置 313
12.3　高速轉盤和轉鼓的強度 314
12.3.1　高速轉盤的強度 314
12.3.2　高速轉鼓的強度 315
12.4　機器的故障診斷 316
12.5　流體密封技術 318
12.5.1　往復運動式軸密封 318
12.5.2　旋轉式軸密封 319
12.5.3　干氣密封 322
12.5.4　浮環(huán)密封裝置 323
思考題 323

參考文獻 324