化工設備機械基礎

《化工設備機械基礎》主要介紹了化工容器設計的基礎知識，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，外壓容器設計，壓力容器零部件，攪拌式反應器及其機械設計基礎，塔設備及其機械設計基礎，換熱設備及常用化工設備。 全書採用國家法定計量單位和現行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學生選用，也可供有關部門的技術人員參考。

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5

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、鋼鐵牌號及表示方法13

二、鐵碳合金的組織結構15

三、碳素鋼17

四、鑄鐵18

五、鎮靜鋼、半鎮靜鋼和沸騰鋼19

六、鋼的熱處理19

第三節低合金鋼及化工設備用的特種鋼21

一、合金元素對鋼的影響21

二、普通低合金鋼22

三、容器鋼23

四、鍋爐鋼23

五、不鏽耐酸鋼23

六、高温用鋼24

七、低温用鋼24

八、鋼材的品種和規格26

第四節有色金屬材料27

一、鋁及其合金27

二、銅及其合金27

三、鉛及其合金28

四、鈦及其合金28

五、鎳及其合金28

第五節非金屬材料29

一、無機非金屬材料29

二、有機非金屬材料29

第六節金屬材料的腐蝕與防腐措施30

一、金屬的腐蝕31

二、金屬腐蝕的評定方法33

三、金屬腐蝕破壞的形式34

四、金屬設備的防腐措施34

第七節化工設備材料的選擇35

習題37

第三章內壓薄壁容器的設計39

節內壓薄壁容器中的應力分析39

一、薄壁容器應力特點39

二、內壓薄壁圓筒的應力計算公式39

第二節內壓圓筒邊緣應力及其處理41

一、邊緣應力的概念41

二、邊緣應力的特點42

三、對邊緣應力的處理43

第三節內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計43

一、強度計算公式43

二、設計參數的確定45

三、容器小壁厚52

四、容器的耐壓試驗及其強度校核52

五、例題54

第四節內壓圓筒封頭的設計55

一、半球形封頭55

二、橢圓形封頭55

三、碟形封頭56

四、球冠形封頭57

五、錐形封頭58

六、平板封頭63

習題68

第四章外壓容器設計71

節概述71

一、外壓容器的失穩71

二、容器失穩形式與影響因素71

第二節臨界壓力及其計算72

一、長圓筒72

二、短圓筒73

三、剛性圓筒74

四、臨界長度74

第三節外壓圓筒的設計計算74

一、圖算法75

二、設計參數79

第四節加強圈81

一、加強圈的作用與結構81

二、加強圈間距82

三、加強圈尺寸82

第五節外壓封頭設計83

一、外壓凸形封頭83

二、外壓圓錐形封頭84

習題86

第五章壓力容器零部件87

節容器法蘭與管法蘭87

一、法蘭連接結構與密封原理87

二、法蘭的結構與分類88

三、影響法蘭密封的因素92

四、法蘭標準及選用94

第二節容器支座106

一、立式容器支座106

二、卧式容器支座109

第三節容器的開孔補強113

一、開孔應力集中現象及其原因113

二、開孔補強設計的原則與補強結構115

第四節容器附件119

一、接口管119

二、凸緣119

三、手孔與人孔120

四、視鏡120

第五節容器設計舉例121

一、罐體壁厚設計121

二、封頭厚度設計121

三、鞍座122

四、人孔123

五、人孔補強124

六、接管124

七、設備總裝配圖125

習題126

第六章攪拌式反應器及其機械設計基礎129

節概述129

第二節反應器殼體結構設計130

一、殼體設計130

二、附件的結構132

第三節攪拌器135

一、攪拌器的類型135

二、攪拌器的選型135

第四節傳動裝置及攪拌軸137

一、電動機137

二、攪拌軸138

第五節軸封141

一、填料密封141

二、機械密封141

習題142

第七章塔設備及其機械設計基礎143

節概述143

第二節板式塔144

一、塔盤結構144

二、塔盤的結構及支承147

第三節填料塔結構149

一、總體結構149

二、填料149

三、填料支承結構150

四、噴淋裝置151

五、液體再分佈裝置153

第四節塔體與裙座的強度計算154

一、塔體載荷分析154

二、塔體穩定校核和強度校核159

三、裙座及其強度校核161

習題163

第八章換熱設備166

節概述166

一、管殼式換熱器的結構及主要零部件166

二、管殼式換熱器的結構類型167

第二節管板式換熱器換熱管的選用及其與管板的連接169

一、換熱管的選用169

二、管子與管板的連接170

第三節管板與管板連接結構172

一、管板172

二、管板材料172

三、管板結構173

四、換熱管在管板上的排列形式173

五、管間距174

六、管箱與管束的分程174

七、管程接管與擋板和導流筒175

八、折流板、支承板、旁路擋板及攔液板的作用與結構177

九、管板與殼體的連接結構179

第四節管殼式換熱器的温差應力180

一、管壁與殼壁温度差引起的温差應力180

二、管子拉脱力的計算182

三、温差應力的補償183

第五節管殼式換熱器的設計與選型185

一、固定管板式換熱器的工藝計算185

二、固定管板式換熱器的標準化186

第六節管殼式換熱器的機械設計舉例187

一、已知條件187

二、計算187

習題193

第九章常用化工設備195

節液體輸送設備（化工用泵）195

一、液體輸送設備概述195

二、離心泵195

三、其他類型化工用泵206

第二節乾燥設備214

一、乾燥過程的基礎214

二、乾燥設備分類及選型218

三、主要乾燥設備219

第三節離心分離設備243

一、旋風分離器243

二、離心機251

習題261

參考文獻263