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| 內容簡介： |
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本书按照新版压力容器、压力管道等特种设备设计标准要求，结合课程思政特点编写，力求达到培养普通高校和独立院校化工类、能源动力类本科学生的工程应用能力及实践创新能力的目的。本书内容包括过程设备的特点、力学基础知识、压力容器与压力管道基础知识、压力容器用材料，压力容器设计的基本理论及内压容器设计、外压容器设计、压力容器零部件及标准，典型过程静设备的结构及设计要点、典型过程动设备的工作原理及选型。附录列出了压力容器、压力管道等承压设备常用标准和规范，以便理论教学过程和实践环节使用。本书可作为高等院校化工类、能源动力类专业教材，也可作为有关专业技术人员的培训教材。
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| 目錄：
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1绪论 1
1.1过程工业在国民经济中的地位1
1.2过程设备特点及本书任务2
能力训练题3
2力学基础知识 4
2.1物体受力分析及其平衡条件4
2.1.1力、力矩和力偶4
2.1.2约束与约束力7
2.1.3力学建模与受力图9
2.1.4平面力系简化和平衡条件10
2.2构件应力及校核16
2.2.1保证构件安全基本要求16
2.2.2构件及杆件变形基本形式16
2.2.3内力、应力、应变与胡克定律18
2.2.4内力计算20
2.2.5直杆受轴向拉伸或压缩时横截面上应力及强度条件24
2.2.6强度理论简介30
思考题32
习题32
能力训练题34
3压力容器与压力管道基础知识 35
3.1压力容器基础知识35
3.1.1压力容器基本结构及特点35
3.1.2介质危害与分组37
3.1.3压力容器分类37
3.1.4压力容器基本要求39
3.1.5压力容器标准与法规39
3.1.6压力容器安全管理41
3.2压力管道基础知识42
3.2.1压力管道定义42
3.2.2压力管道分类、分级42
3.2.3压力管道特点及基本要求43
3.2.4压力管道标准与法规44
3.2.5压力管道安全管理45
思考题46
能力训练题46
4压力容器用材料 47
4.1金属材料力学性能及其影响因素47
4.1.1金属材料力学性能47
4.1.2钢材力学性能影响因素48
4.2压力容器用金属材料51
4.2.1压力容器用钢51
4.2.2有色金属及其合金54
4.3压力容器用非金属材料56
4.3.1无机非金属材料56
4.3.2有机非金属材料57
4.4压力容器防腐蚀措施58
4.4.1金属腐蚀定义及分类58
4.4.2防腐蚀措施60
思考题62
能力训练题62
5内压容器设计 63
5.1内压薄壁容器设计理论63
5.1.1无力矩理论及其应用63
5.1.2边缘应力特点及工程处理方法69
5.1.3均布载荷作用下圆形薄板应力特点71
5.2压力容器失效与设计准则73
5.2.1压力容器失效73
5.2.2压力容器设计准则73
5.3内压薄壁容器厚度设计73
5.3.1内压圆筒厚度设计73
5.3.2内压球壳厚度设计75
5.3.3内压封头厚度设计76
5.3.4设计参数确定82
5.3.5耐压试验及应力校核84
思考题89
习题89
能力训练题90
6外压容器设计 91
6.1受均布横向外压圆筒临界压力91
6.1.1圆筒稳定性概念91
6.1.2影响外压圆筒临界压力的因素91
6.1.3受均布横向外压圆筒临界压力公式92
6.2外压圆筒厚度设计94
6.2.1图算法原理94
6.2.2外压薄壁圆筒厚度设计97
6.3加强圈设计99
6.3.1加强圈结构100
6.3.2加强圈计算100
6.4外压球壳稳定性分析及外压凸形封头厚度设计102
6.4.1外压球壳稳定性分析102
6.4.2外压凸形封头厚度设计103
思考题106
习题106
能力训练题106
7压力容器零部件及标准 107
7.1标准化基本参数107
7.1.1公称直径107
7.1.2公称压力108
7.2筒体和封头108
7.2.1筒体108
7.2.2封头及标准109
7.3压力容器开孔补强114
7.3.1压力容器开孔与附件114
7.3.2开孔补强设计116
7.3.3补强圈标准121
7.4法兰连接125
7.4.1法兰结构与分类125
7.4.2法兰密封机理及法兰连接密封的影响因素126
7.4.3密封面型式及特点128
7.4.4密封垫片128
7.4.5压力容器法兰标准129
7.4.6管法兰标准135
7.5容器支座141
7.5.1卧式容器支座及标准141
7.5.2立式容器支座及标准144
思考题149
习题149
能力训练题150
8典型过程静设备 151
8.1换热设备151
8.1.1管壳式换热器结构类型及特点151
8.1.2管壳式换热器设计概要154
8.1.3管壳式换热器结构设计156
8.1.4管板强度计算158
8.2塔设备160
8.2.1塔设备载荷分析160
8.2.2塔体圆筒轴向应力计算与校核170
8.2.3裙座设计173
8.3搅拌反应设备178
8.3.1搅拌反应器总体结构178
8.3.2搅拌罐178
8.3.3搅拌装置181
8.3.4轴封187
8.4过程静设备管理190
8.4.1设计、制造与安装190
8.4.2使用、修理与改造190
8.4.3定期检验191
8.4.4安全附件、密封件与紧固件191
思考题191
习题192
能力训练题192
9典型过程动设备 193
9.1概述193
9.1.1过程流体机械193
9.1.2过程流体机械分类194
9.2压缩机结构及工作原理194
9.2.1压缩机应用194
9.2.2压缩机分类195
9.2.3活塞式压缩机197
9.2.4离心式压缩机199
9.2.5其他压缩机203
9.2.6几种压缩机适用范围204
9.3泵结构及工作原理205
9.3.1泵分类205
9.3.2离心泵205
9.3.3往复活塞泵222
9.3.4螺杆泵223
9.3.5泵选型224
9.4过程动设备管理229
9.4.1润滑管理229
9.4.2密封管理232
9.4.3冷却管理233
思考题234
习题234
课程思政及能力训练题234
附录 235
附录Ⅰ承压设备常用规范和标准235
附录Ⅱ承压设备用钢板国内外牌号对照表236
附录Ⅲ常用钢板许用应力237
附录Ⅳ钢管许用应力238
附录Ⅴ锻件许用应力239
参考文献 241
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| 內容試閱：
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“过程设备机械基础”(“化工设备机械基础”)是化工类、能源动力类专业本科生必修的一门学科基础课程。随着科学技术的发展，与压力容器、压力管道等特种设备相关的标准规范也在不断更新改进。同时，随着我国教育事业不断发展壮大，本科人才培养由精英教育向大众教育转变，需要一本既重视基础理论学习，又有利于培养学生工程应用能力和实践创新能力的教材。经过多轮教学使用检验和经验积累，编者编写了本书。
作为化工类、能源动力类专业的学科基础课，本书希望学生掌握过程设备设计和分析的基本理论以及相关基础知识，熟悉和遵守有关标准、规范，毕业后能够进行工程实际应用，理解有关标准和规范的理论背景知识，既知道要怎么做，又懂得为什么要这么做。为此，本书编者在总结多年的教学改革与工程实践经验的基础上，对内容的选取和表达等方面做了创新处理。本书作为武汉工程大学一流本科专业建设的成果教材，主要特点体现在以下几个方面。
1.基本理论阐述简明，重视基本概念及相关参数与工程实际的结合，突出工程应用，便于学生理解和提高学习兴趣。如在讲述无力矩理论的应用时，提及因为圆柱形容器的周向应力是经向应力的两倍，其筒体上纵焊缝要比环焊缝危险，如果要在筒体上开设椭圆孔，应使椭圆孔的长轴垂直于筒体的轴线，这样做有利于设备的安全。再比如在讲述外压容器设置加强圈的意义时，特意指出，对于长圆筒，如设置加强圈后仍属于长圆筒(即加强圈设置过少)，则并不能提高外压容器抗失稳的能力，因此就不能达到节约材料的目的。
2.书中针对压力容器、压力管道、典型过程静设备和动设备编写了有关安全管理方面的知识和内容，为学生将来从事设备管理方面的工作奠定基础，这是许多其他同类教材所缺少的。
3.书中附有承压设备常用规范和标准、承压设备用钢板国内外牌号对照表和常用钢板、钢管和锻件许用应力数据表，可为学生解决实际工程问题提供方便。
4.书中每章还编写了能力训练题，用于培养学生解决过程设备相关复杂工程问题的能力，理解本专业大学生的历史使命并在今后工作中积极践行社会主义核心价值观。
本书由武汉工程大学徐建民教授、林纬教授和曾真副教授主编，郑小涛教授主审。徐建民教授编写了本书的第1章、第5章和附录;马志敏副教授编写了第2章;曾真副教授编写了第3章和第4章;汪威副教授编写了第6章，徐青山副教授编写了第7章;林纬教授编写了第8章和第9章。
由于编者水平有限，书中缺点和疏漏在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2024年4月于武汉
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