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| 內容簡介： |
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全书共分三篇。第1篇为力学基础，包括物体的受力分析及平衡条件，拉伸压缩、剪切、弯曲、扭转四大变形的受力特点，应力分析和强度、刚度计算；第2篇为化工设备设计基础，包括化工设备概述、化工设备材料、压力容器设计基础、圆筒与封头设计、常用零部件设计，重点说明了压力容器设计的基本概念和基本方法；第3篇为典型化工设备设计，包括储存设备、换热器、塔设备和反应釜，重点说明了设备的结构设计和强度设计方法。本书应用大量实例，依托SW6辅助软件进行强度设计和稳定性校核。本书适用32～48学时，可作为高等学校化学工程与工艺专业及相近专业(石化、生化、制药、环保、材料、能源等)本科生教材，也可供相关行业生产单位的工程技术人员学习使用。
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| 目錄：
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第1篇 力学基础
1 构件的力学分析2
1.1 受力分析及平衡条件2
1.1.1 力与变形2
1.1.2 力的性质3
1.1.3 力矩与力偶4
1.1.4 约束与约束反力5
1.1.5 受力图与平面力系的平衡方程7
1.2 拉伸与压缩8
1.2.1 内力8
1.2.2 应力与应变9
1.2.3 材料的力学性能10
1.2.4 受拉(压)直杆的强度计算14
1.3 剪切15
1.3.1 剪切与剪切变形15
1.3.2 剪切的强度计算16
1.3.3 挤压与挤压强度计算16
1.3.4 切应变17
1.4 弯曲17
1.4.1 弯曲与梁17
1.4.2 剪力与弯矩19
1.4.3 弯曲强度计算23
1.4.4 弯曲刚度计算27
1.5 扭转28
1.5.1 圆轴扭转28
1.5.2 圆轴扭转的强度和刚度计算32
习题34
第2篇 化工设备设计基础
2 化工设备概述38
2.1 化工设备的特点和设计要求38
2.1.1 化工设备的特点38
2.1.2 化工设备设计的基本要求38
2.2 压力容器的总体结构40
2.3 压力容器分类41
2.3.1 压力容器分类方法41
2.3.2 压力容器类别划分42
2.4 压力容器规范标准44
习题45
3 化工设备材料47
3.1 压力容器用钢47
3.1.1 压力容器用钢板48
3.1.2 压力容器用钢管50
3.1.3 压力容器用钢锻件51
3.2 钢制压力容器焊接材料52
3.3 有色金属和非金属材料52
3.3.1 有色金属53
3.3.2 非金属材料54
3.4 化工设备的腐蚀与防腐55
3.4.1 金属腐蚀55
3.4.2 设备的防腐蚀措施57
3.5 化工设备选材58
3.5.1 选材要考虑的因素58
3.5.2 材料的性能59
3.5.3 选材的一般原则59
3.5.4 选材举例60
习题61
4 压力容器设计基础62
4.1 压力容器的失效形式及设计准则62
4.1.1 压力容器的失效形式62
4.1.2 压力容器的设计准则63
4.2 薄壁容器应力分析64
4.2.1 薄壁圆筒薄膜应力64
4.2.2 回转薄壳薄膜应力65
4.2.3 平板应力69
4.2.4 边缘应力71
习题72
5 圆筒与封头设计74
5.1 压力容器设计参数74
5.1.1 压力74
5.1.2 设计温度76
5.1.3 厚度附加量76
5.1.4 许用应力77
5.1.5 焊接接头系数77
5.2 内压圆筒设计80
5.2.1 内压圆筒设计步骤80
5.2.2 设计示例83
5.3 内压封头设计85
5.3.1 封头结构与分类85
5.3.2 内压封头设计步骤87
5.3.3 设计示例89
5.4 外压圆筒和封头设计91
5.4.1 临界压力91
5.4.2 设计步骤93
5.4.3 外压圆筒侧向失稳设计示例98
5.4.4 外压圆筒轴向失稳设计100
5.4.5 外压封头设计101
习题102
6 常用零部件设计104
6.1 接管设计104
6.1.1 尺寸规格104
6.1.2 接管位置105
6.1.3 接管结构与伸出长度105
6.1.4 接管安装形式106
6.2 检查孔设计107
6.2.1 设置数量和规格尺寸107
6.2.2 人孔108
6.2.3 手孔109
6.3 法兰密封设计110
6.3.1 法兰密封机理110
6.3.2 影响密封的主要因素110
6.3.3 法兰标准及其选用112
6.4 开孔补强设计122
6.4.1 开孔补强结构123
6.4.2 开孔补强设计方法和原则123
6.4.3 开孔补强设计步骤124
6.4.4 开孔补强设计示例125
6.5 支座选型设计128
6.5.1 卧式容器支座128
6.5.2 立式容器支座129
6.6 视镜、液面计和吊耳设计131
6.6.1 视镜131
6.6.2 液面计132
6.6.3 化工设备吊耳132
习题133
第3篇 典型化工设备设计
7 储罐设计136
7.1 设计条件及设计内容138
7.2 设计参数的确定140
7.3 卧式储罐设计142
7.3.1 结构设计142
7.3.2 强度及稳定性设计143
7.4 卧式储罐设计示例146
7.4.1 设计参数确定146
7.4.2 容器类别划分147
7.4.3 筒体和封头强度147
7.4.4 零部件设计及选型148
7.4.5 开孔补强149
7.4.6 鞍座选型设计149
7.4.7 制造与检测151
7.4.8 装配图绘制153
习题153
8 管壳式换热器设计154
8.1 选型154
8.2 结构设计157
8.2.1 管程结构158
8.2.2 壳程结构162
8.2.3 管板167
8.3 强度设计171
8.4 膨胀节设计171
8.5 其他设计172
8.5.1 其他零部件172
8.5.2 制造与检测172
8.5.3 设计图纸173
8.6 设计示例173
8.6.1 设计条件173
8.6.2 确定设计参数174
8.6.3 结构设计174
8.6.4 强度设计175
习题176
9 塔设备设计177
9.1 概述177
9.2 塔设备的总体结构178
9.3 板式塔179
9.3.1 塔盘180
9.3.2 降液管182
9.3.3 受液盘184
9.3.4 溢流堰184
9.4 填料塔185
9.4.1 填料185
9.4.2 填料的支承装置186
9.4.3 液体分布器187
9.4.4 填料的压紧和限位装置189
9.5 塔附件设计190
9.5.1 除沫装置190
9.5.2 裙座190
9.5.3 接管192
9.5.4 人孔与手孔193
9.5.5 塔顶吊柱及吊耳194
9.6 塔设备强度和稳定性计算194
9.6.1 塔设备的载荷计算194
9.6.2 塔体强度及稳定性校核198
9.6.3 裙座强度及稳定性校核198
9.7 塔设备设计示例199
习题202
10 搅拌式反应釜设计203
10.1 搅拌容器设计203
10.1.1 罐体结构设计204
10.1.2 换热元件206
10.1.3 工艺接管结构设计209
10.1.4 夹套反应釜的强度计算和稳定性校核210
10.2 搅拌装置设计210
10.2.1 搅拌器210
10.2.2 搅拌轴213
10.3 轴封装置218
10.3.1 填料密封218
10.3.2 机械密封219
10.4 传动装置设计220
10.4.1 电动机选型220
10.4.2 减速机选型220
10.4.3 机架选型221
10.4.4 联轴器选型222
10.4.5 凸缘法兰选型223
10.5 设计示例223
10.5.1 设计条件223
10.5.2 结构设计223
10.5.3 罐体和夹套强度设计226
10.5.4 搅拌轴强度计算226
10.5.5 其他设计227
习题227
附录229
附录A 压力容器常用规程、标准229
附录B 按介质选材231
附录C 常用钢材的许用应力（摘自GB/T150.2—2011）233
附录D SW6操作基础236
附录E 卧式容器设计238
附录F 卧式容器设计条件单247
附录G 液氯卧式储罐装配图248
参考文献249
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| 內容試閱：
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本书是为高等工科院校化工类专业“化工设备机械基础”课程编写的教材，同时亦是省级一流本科专业化学工程与工艺的建设成果之一。为了适应培养高级化工专业人才的需要，基于“新工科建设”和“工程教育理念”教育宗旨，培养造就卓越的应用型化工技术人才，本教材注重规范设计，突出应用性，妥善处理了学时少、内容多的矛盾。本教材内容具有以下特点：
1.教学体系完整。本书分为三大篇，基本概括了化工设备设计所的力学基础、材料基础、压力容器设计基础和典型化工设备设计方法，为理解化工设备设计和进一步学习及应用提供了条件。
2.在化学工程和机械工程的相关理论之间建立了桥梁和纽带，依据具体的设计条件进行设计，区分了工艺设计人员和设备设计人员的设计内容，强调了机械设计的基本理论和实际应用，面对复杂的强度计算则采用SW6软件辅助设计。
3.注重规范设计，采用国家及行业现行标准进行设计，教材中提供了大量的图表，更适用于自主学习。
4.考虑到高校学时数减少的趋势，缩减了力学推导分析过程，强调推导条件和分析结果的应用，使用SW6软件优化设计，凸显实用性。
5.各章配有适量的例题和习题，在典型设备设计部分更提供了典型的工程案例，展示了设计计算的全过程，有利于培养学生的工程观念。
本教材由荆楚理工学院教师共同编写完成。其中石腊梅、李立威任主编，张伟军任副主编。第1章由张伟军副教授编写，第2～8章由石腊梅老师编写，第9章由李立威教授编写，第10章由王芬芬博士编写。全书由石腊梅老师统稿，第1～6章由石腊梅老师审稿，第7～10章由李立威教授审稿。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，敬请广大读者批评指正。
编者
2023年12月
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