化工設備機械基礎

本書主要介紹了化工容器設計的基本知識，典型化工設備設計方法和工作原理，常用化工設備、機器的結構及用途。主要內容包括化工容器、化工設備常用材料及選擇，內壓薄壁容器的設計，容器零部件、攪拌式反應器及其機械設計，塔設備及其機械設計，換熱設備等常用化工設備。

全書採用國家法定計量單位和近年來頒佈的有關國家標準，內容豐富、概念清晰，從實用出發，深入淺出。適用於高職高專化工類及相關專業的教學用書，也可供有關部門的技術人員參考。 ^[1] 

第一章化工容器1

第一節容器的結構與分類1

一、容器的結構1

二、容器的分類1

第二節容器零部件的標準化3

第三節壓力容器的安全技術監察5

第四節容器機械設計的基本要求6

習題7

第二章化工設備常用材料及選擇8

第一節材料的性能8

一、 力學性能8

二、 材料的化學性能12

三、 材料的物理性能12

四、材料的加工工藝性能12

第二節化工設備常用材料的特性13

一、鐵碳合金的組織結構13

二、碳素鋼15

三、鑄鐵17

四、鎮靜鋼、半鎮靜鋼和沸騰鋼17

五、鋼的熱處理18

第三節低合金鋼及化工設備用的特種鋼19

一、合金元素對鋼的影響20

二、普通低合金鋼21

三、容器鋼21

四、鍋爐鋼21

五、不鏽耐酸鋼22

六、高温用鋼22

七、低温用鋼23

八、鋼材的品種和規格23

第四節有色金屬材料24

一、 鋁及其合金24

二、銅及其合金25

三、鉛及其合金26

四、鈦及其合金26

第五節非金屬材料26

一、無機非金屬材料26

二、有機非金屬材料27

第六節金屬材料的腐蝕與防腐措施28

一、金屬的腐蝕28

二、金屬腐蝕的評定方法30

三、金屬腐蝕破壞的形式31

四、金屬設備的防腐措施32

第七節化工設備材料的選擇33

習題35

第三章內壓薄壁容器的設計37

第一節內壓薄壁容器中的應力分析37

一、薄壁容器應力特點37

二、內壓薄壁圓筒的應力計算公式38

第二節內壓圓筒邊緣應力及其處理39

一、邊緣應力的概念39

二、邊緣應力的特點40

三、對邊緣應力的處理41

第三節內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計41

一、強度計算公式42

二、設計參數的確定43

三、容器最小壁厚50

四、容器的耐壓試驗及其強度校核50

五、例題52

第四節內壓圓筒封頭的設計53

一、半球形封頭54

二、橢圓形封頭54

三、碟形封頭55

四、球冠形封頭56

五、錐形封頭57

六、平板封頭62

七、例題66

習題67

第四章壓力容器零部件70

第一節容器法蘭與管法蘭70

一、法蘭連接結構與密封原理70

二、法蘭的結構與分類71

三、影響法蘭密封的因素75

四、法蘭標準及選用77

第二節容器支座88

一、立式容器支座88

二、卧式容器支座91

第三節容器的開孔補強95

一、開孔應力集中現象及其原因95

二、開孔補強設計的原則與補強結構97

第四節容 器 附 件101

一 、接口管101

二、凸緣101

三、手孔與人孔102

四、視鏡103

第五節容器設計舉例103

一、罐體壁厚設計103

二、封頭厚度設計103

三、 鞍座104

四、人孔105

五、人孔補強106

六、接管106

七、設備總裝配圖107

習題109

第五章攪拌式反應器及其機械設計基礎112

第一節概述112

第二節反應器殼體結構設計113

一、殼體設計113

二、附件的結構115

第三節攪拌器118

一、攪拌器的類型118

二、攪拌器的選型119

第四節傳動裝置及攪拌軸120

一、電動機120

二、攪拌軸121

第五節軸封125

一、填料密封125

二、機械密封125

習題126

第六章塔設備及其機械設計基礎127

第一節概述127

第二節板式塔128

一、塔盤結構128

二、塔盤的結構及支承132

第三節填料塔結構133

一、總體結構133

二、填料133

三、填料支承結構135

四、噴淋裝置136

五、液體再分佈裝置137

第四節塔體與裙座的強度計算138

一、塔體載荷分析139

二、塔體穩定校核和強度校核144

三、裙座及其強度校核146

習題148

第七章換熱設備151

第一節概述151

一、管殼式換熱器的結構及主要零部件151

二、管殼式換熱器的結構類型152

第二節管板式換熱器換熱管的選用及其與管板的連接154

一、換熱管的選用154

二、管子與管板的連接156

第三節管板與管板連接結構158

一、管板158

二、管板材料158

三、管板結構158

四、換熱管在管板上的排列形式158

五、管間距160

六、管箱與管束的分程160

七、管程接管與擋板和導流筒161

八、折流板、支承板 、旁路擋板及攔液板的作用與結構162

九、管板與殼體的連接結構166

第四節管殼式換熱器的温差應力166

一、管壁與殼壁温度差引起的温差應力166

二、管子拉脱力的計算167

三、温差應力的補償169

第五節管殼式換熱器的設計與選型171

一、固定管板式換熱器的工藝計算171

二、固定管板式換熱器的標準化171

第六節管殼式換熱器的機械設計舉例173

一、已知條件173

二、計算173

習題179

第八章常用化工設備181

第一節液體輸送設備（化工用泵）181

一、 液體輸送設備概述181

二、離心泵181

三、其他類型化工用泵193

第二節乾燥設備201

一、乾燥過程的基礎201

二、乾燥設備分類及選型206

三、主要乾燥設備206

第三節離心分離設備231

一、旋風分離器231

二、離心機240

習題250

參考文獻252 ^[1]