化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第2版）

第1篇 工程力學(xué)基礎(chǔ)
第1章 構(gòu)件的受力分析
1.1 力的概念及性質(zhì)
1.1.1 力的概念
1.1.2 力的基本性質(zhì)
1.2 約束與約束反力
1.2.1 柔軟體約束
1.2.2 光滑面約束
1.2.3 光滑鉸鏈約束
1.2.4 固定端約束
1.3 受力圖
1.4 平面匯交力系的合成與平衡條件
1.4.1 平面匯交力系的幾何法與平衡條件
1.4.2 平面匯交力系合成的解析法與平衡條件
1.5 平面力偶系的合成與平衡條件
1.5.1 力矩
1.5.2 力偶與力偶矩
1.5.3 平面力偶系的合成與平衡條件
1.6 平面一般力系的合成與平衡條件
1.6.1 力的平移定理
1.6.2 平面一般力系的簡化
1.6.3 平面一般力系的平衡條件
1.7 空間力系
1.7.1 力在直角坐標(biāo)軸上的投影
1.7.2 力對(duì)軸的矩
1.7.3 空間力系的平衡方程
習(xí)題
第2章 直桿的拉伸和壓縮
2.1 桿件變形的基本形式
2.2 軸向拉伸或軸向壓縮時(shí)的內(nèi)力
2.2.1 內(nèi)力的概念
2.2.2 內(nèi)力求解方法
2.3 軸向拉伸或壓縮時(shí)的應(yīng)力
2.3.1 應(yīng)力的概念
2.3.2 軸向拉伸或軸向壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力
2.3.3 軸向拉伸或軸向壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力
2.4 軸向拉伸或軸向壓縮時(shí)的變形及虎克定律
2.4.1 縱向變形
2.4.2 橫向變形
2.4.3 虎克定律
2.5 軸向拉伸或壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能
2.5.1 低碳鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能
2.5.2 其他材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能
2.5.3 材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能
2.5.4 材料的許用應(yīng)力
2.6 軸向拉伸或軸向壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算
習(xí)題
第3章 直梁的彎曲
3.1 平面彎曲的概念及梁的分類
3.1.1 平面彎曲的概念
3.1.2 梁的分類
3.2 直梁彎曲時(shí)的內(nèi)力分析
3.2.1 剪力和彎矩
3.2.2 剪力圖和彎矩圖
3.3 純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度計(jì)算
3.3.1 純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力
3.3.2 梁的彎曲強(qiáng)度計(jì)算
3.3.3 提高梁彎曲強(qiáng)度的主要途徑
3.4 梁的彎曲變形與剛度校核
3.4.1 撓度和轉(zhuǎn)角
3.4.2 梁的撓曲線近似方程
3.4.3 用疊加法求梁的變形
3.4.4 梁彎曲時(shí)的剛度校核
習(xí)題
第4章 剪切與圓軸的扭轉(zhuǎn)
4.1 剪切與擠壓
4.1.1 切應(yīng)力及強(qiáng)度條件
4.1.2 擠壓應(yīng)力及強(qiáng)度條件
4.1.3 純剪切與切應(yīng)力互等定理
4.1.4 切應(yīng)變與剪切虎克定律
4.2 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的外力和內(nèi)力
4.2.1 扭轉(zhuǎn)變形的概念
4.2.2 外力偶矩的計(jì)算
4.2.3 扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的內(nèi)力
4.3 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力
4.3.1 軸的扭轉(zhuǎn)變形實(shí)驗(yàn)及假設(shè)
4.3.2 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力計(jì)算
4.4 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度和剛度條件
4.4.1 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件
4.4.2 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度條件
習(xí)題
第5章 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度計(jì)算
5.1 應(yīng)力狀態(tài)的概念
5.2 廣義的虎克定律
5.3 強(qiáng)度理論
5.3.1 材料破壞的主要形式
5.3.2 四種常用的強(qiáng)度理論
5.4 組合變形時(shí)桿件的強(qiáng)度計(jì)算
5.4.1 彎曲與拉伸或壓縮組合變形的強(qiáng)度計(jì)算
5.4.2 彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形的強(qiáng)度計(jì)算
習(xí)題
第6章 壓桿的穩(wěn)定性
6.1 壓桿穩(wěn)定性的概念
6.2 壓桿的臨界力及臨界應(yīng)力
6.2.1 壓桿的臨界力
6.2.2 壓桿的臨界應(yīng)力
6.3 壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算
習(xí)題
第2篇 薄壁容器設(shè)計(jì)
第7章 概述
7.1 壓力容器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
7.2 壓力容器的分類
7.3 容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求
7.4 容器的零部件標(biāo)準(zhǔn)化
習(xí)題
第8章 化工設(shè)備常用材料
8.1 金屬材料的基本性能
8.1.1 化學(xué)成分
8.1.2 金屬材料的基本性能
8.2 碳素鋼
8.2.1 碳素鋼的分類
8.2.2 碳素鋼的性能和使用
8.3 合金鋼
8.3.1 合金鋼的分類
8.3.2 低合金鋼
8.3.3 不銹鋼和耐熱鋼
8.4 壓力容器用鋼
8.4.1 鋼板
8.4.2 鋼管
8.4.3 鍛件
8.5 鑄鐵
8.5.1 鑄鐵分類
8.5.2 壓力容器用鑄鐵
8.6 有色金屬
8.6.1 鋁及鋁合金
8.6.2 銅及銅合金
8.6.3 鈦及鈦合金
8.6.4 鎳及鎳合金
8.6.5 鉛及鉛合金
8.7 非金屬材料
8.7.1 有機(jī)非金屬材料
8.7.2 無機(jī)非金屬材料
8.7.3 復(fù)合材料
習(xí)題
第9章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析
9.1 回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力分析
9.1.1 回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性
9.1.2 回轉(zhuǎn)薄殼的無力矩與有力矩概念
9.1.3 回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力分析
9.2 回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力計(jì)算
9.2.1 承受氣體壓力的殼體
9.2.2 承受液體靜壓力的殼體
9.3 邊緣應(yīng)力及其特點(diǎn)
9.3.1 邊緣應(yīng)力的產(chǎn)生
9.3.2 邊緣應(yīng)力的特性
9.3.3 設(shè)計(jì)中對(duì)邊緣應(yīng)力的處理
9.4 壓力容器應(yīng)力分類及分析設(shè)計(jì)簡介
9.4.1 壓力容器的應(yīng)力分類
9.4.2 應(yīng)力強(qiáng)度及其基本許用應(yīng)力
9.4.3 分析設(shè)計(jì)法對(duì)各類應(yīng)力強(qiáng)度的限制
習(xí)題
第10章 內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)
10.1 內(nèi)壓圓筒的強(qiáng)度計(jì)算
10.2 內(nèi)壓球殼的強(qiáng)度計(jì)算
10.3 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
10.3.1 設(shè)計(jì)壓力和計(jì)算壓力
10.3.2 設(shè)計(jì)溫度
10.3.3 焊接接頭系數(shù)
10.3.4 厚度附加量
10.3.5 許用應(yīng)力和安全系數(shù)
10.3.6 最小厚度
10.4 壓力試驗(yàn)
10.5 凸形封頭的強(qiáng)度計(jì)算
10.5.1 半球形封頭
10.5.2 橢圓形封頭
10.5.3 碟形封頭
10.5.4 球冠形封頭
10.6 錐形封頭的強(qiáng)度計(jì)算
10.6.1 錐殼厚度
10.6.2 受內(nèi)壓無折邊錐殼
10.6.3 受內(nèi)壓折邊錐殼
10.7 平板封頭的強(qiáng)度計(jì)算
習(xí)題
第11章 外壓容器設(shè)計(jì)
11.1 外壓容器的穩(wěn)定性
11.1.1 外壓圓筒的失穩(wěn)
11.1.2 臨界壓力
11.1.3 外壓圓筒設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
11.2 外壓圓筒的公式設(shè)計(jì)法
11.2.1 臨界壓力
11.2.2 臨界長度
11.2.3 外壓圓筒的公式設(shè)計(jì)法
11.3 外壓圓筒和球殼的圖算設(shè)計(jì)法
11.3.1 算圖的繪制原理
11.3.2 外壓圓筒設(shè)計(jì)
11.3.3 外壓容器設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
11.3.4 壓力試驗(yàn)
11.3.5 外壓球殼設(shè)計(jì)
11.4 外壓圓筒加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)
11.4.1 加強(qiáng)圈的作用與結(jié)構(gòu)
11.4.2 加強(qiáng)圈的計(jì)算
11.5 外壓封頭設(shè)計(jì)
11.5.1 凸形封頭
11.5.2 錐形封頭
習(xí)題
第12章 壓力容器零部件
12.1 法蘭
12.1.1 密封原理和影響密封的因素
12.1.2 法蘭類型
12.1.3 法蘭密封面
12.1.4 法蘭墊片
12.1.5 法蘭標(biāo)準(zhǔn)
12.1.6 法蘭連接的設(shè)計(jì)步驟
12.2 支座
12.2.1 臥式容器支座
12.2.2 立式容器支座
12.3 開孔與接管
12.3.1 開孔與開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)
12.3.2 接管與凸緣
12.3.3 人孔和手孔
12.3.4 視鏡
12.4 超壓泄放裝置
12.4.1 安全閥
12.4.2 爆破片
12.4.3 安全閥和爆破片裝置的適用條件
習(xí)題
第3篇典型化工設(shè)備
第13章 管殼式換熱設(shè)備
13.1 概述
13.2 固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
13.2.1 換熱管與管板的連接
13.2.2 管板的結(jié)構(gòu)
13.2.3 其他零部件的結(jié)構(gòu)
13.3 管殼式換熱器的強(qiáng)度計(jì)算
13.3.1 筒體和管箱壁厚計(jì)算
13.3.2 管板受力及其設(shè)計(jì)方法簡介
13.3.3 溫差應(yīng)力及其補(bǔ)償
13.4 管殼式換熱器設(shè)計(jì)內(nèi)容與選型
13.4.1 管殼式換熱器設(shè)計(jì)內(nèi)容與選型步驟
13.4.2 熱交換器標(biāo)準(zhǔn)
習(xí)題
第14章 塔設(shè)備
14.1 概述
14.1.1 塔設(shè)備的分類及基本結(jié)構(gòu)
14.1.2 化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備的基本要求
14.1.3 塔設(shè)備的選型
14.2 填料塔
14.2.1 液體分布器
14.2.2 填料
14.2.3 填料支承
14.2.4 液體再分布器
14.2.5 填料的壓緊和限位裝置
14.3 板式塔
14.3.1 常用板式塔的類型
14.3.2 塔盤的結(jié)構(gòu)
14.4 塔設(shè)備其他零部件
14.4.1 裙座
14.4.2 除沫器
14.4.3 塔底液體出料管
14.4.4 檢查孔
14.4.5 塔頂?shù)踔?br />14.5 塔設(shè)備的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算
14.5.1 塔設(shè)備承受的載荷分類和計(jì)算
14.5.2 塔體壁厚計(jì)算
14.5.3 裙座設(shè)計(jì)計(jì)算
14.5.4 裙座與塔體的連接焊縫強(qiáng)度計(jì)算
習(xí)題
第15章 機(jī)械攪拌反應(yīng)設(shè)備
15.1 概述
15.2 罐體設(shè)計(jì)
15.2.1 罐體內(nèi)筒設(shè)計(jì)
15.2.2 傳熱元件設(shè)計(jì)
15.2.3 工藝接管
15.3 攪拌器及附件
15.3.1 流型
15.3.2 攪拌器型式
15.3.3 攪拌附件
15.3.4 攪拌器選型
15.3.5 攪拌功率計(jì)算
15.4 攪拌軸的支承及設(shè)計(jì)
15.4.1 攪拌軸支承
15.4.2 攪拌軸設(shè)計(jì)
15.5 攪拌軸的軸封
15.5.1 填料密封
15.5.2 機(jī)械密封
15.6 傳動(dòng)裝置
15.6.1 機(jī)械傳動(dòng)的基本參數(shù)和分類
15.6.2 減速器
15.6.3 聯(lián)軸器
15.6.4 機(jī)架與底座
習(xí)題
附錄
附錄A 熱軋型鋼規(guī)格表
附錄B 壓力容器材料許用應(yīng)力表
參考文獻(xiàn)