化工设备机械基础

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作者：高安全、王迪、催金海 主编

出版日期：2008年1月 书号：978-7-122-01466-5

开本：16 装帧：平 版次：1版1次 页数：260页

本书主要介绍了化工容器设计的基本知识，典型化工设备设计方法和工作原理，常用化工设备、机器的结构及用途。主要内容包括化工容器、化工设备常用材料及选择，内压薄壁容器的设计，容器零部件、搅拌式反应器及其机械设计，塔设备及其机械设计，换热设备等常用化工设备。

全书适用于高职高专化工类及相关专业的教学用书，也可供有关部门的技术人员参考。

第一章化工容器1

第一节容器的结构与分类1

一、容器的结构1

二、容器的分类1

第二节容器零部件的标準化3

第三节压力容器的安全技术监察5

第四节容器机械设计的基本要求6

习题7

第二章化工设备常用材料及选择8

第一节材料的性能8

一、 力学性能8

二、 材料的化学性能12

三、 材料的物理性能12

四、材料的加工工艺性能12

第二节化工设备常用材料的特性13

一、铁碳合金的组织结构13

二、碳素钢15

三、铸铁17

四、镇静钢、半镇静钢和沸腾钢17

五、钢的热处理18

第三节低合金钢及化工设备用的特种钢19

一、合金元素对钢的影响20

二、普通低合金钢21

三、容器钢21

四、锅炉钢21

五、不锈耐酸钢22

六、高温用钢22

七、低温用钢23

八、钢材的品种和规格23

第四节有色金属材料24

一、 铝及其合金24

二、铜及其合金25

三、铅及其合金26

四、钛及其合金26

第五节非金属材料26

一、无机非金属材料26

二、有机非金属材料27

第六节金属材料的腐蚀与防腐措施28

一、金属的腐蚀28

二、金属腐蚀的评定方法30

三、金属腐蚀破坏的形式31

四、金属设备的防腐措施32

第七节化工设备材料的选择33

习题35

第三章内压薄壁容器的设计37

第一节内压薄壁容器中的应力分析37

一、薄壁容器应力特点37

二、内压薄壁圆筒的应力计算公式38

第二节内压圆筒边缘应力及其处理39

一、边缘应力的概念39

二、边缘应力的特点40

三、对边缘应力的处理41

第三节内压薄壁圆筒与封头的强度设计41

一、强度计算公式42

二、设计参数的确定43

三、容器最小壁厚50

四、容器的耐压试验及其强度校核50

五、例题52

第四节内压圆筒封头的设计53

一、半球形封头54

二、椭圆形封头54

三、碟形封头55

四、球冠形封头56

五、锥形封头57

六、平板封头62

七、例题66

习题67

第四章压力容器零部件70

第一节容器法兰与管法兰70

一、法兰连线结构与密封原理70

二、法兰的结构与分类71

三、影响法兰密封的因素75

四、法兰标準及选用77

第二节容器支座88

一、立式容器支座88

二、卧式容器支座91

第三节容器的开孔补强95

一、开孔应力集中现象及其原因95

二、开孔补强设计的原则与补强结构97

第四节容 器 附 件101

一 、接口管101

二、凸缘101

三、手孔与人孔102

四、视镜103

第五节容器设计举例103

一、罐体壁厚设计103

二、封头厚度设计103

三、 鞍座104

四、人孔105

五、人孔补强106

六、接管106

七、设备总装配图107

习题109

第五章搅拌式反应器及其机械设计基础112

第一节概述112

第二节反应器壳体结构设计113

一、壳体设计113

二、附属档案的结构115

第三节搅拌器118

一、搅拌器的类型118

二、搅拌器的选型119

第四节传动装置及搅拌轴120

一、电动机120

二、搅拌轴121

第五节轴封125

一、填料密封125

二、机械密封125

习题126

第六章塔设备及其机械设计基础127

第一节概述127

第二节板式塔128

一、塔盘结构128

二、塔盘的结构及支承132

第三节填料塔结构133

一、总体结构133

二、填料133

三、填料支承结构135

四、喷淋装置136

五、液体再分布装置137

第四节塔体与裙座的强度计算138

一、塔体载荷分析139

二、塔体稳定校核和强度校核144

三、裙座及其强度校核146

习题148

第七章换热设备151

第一节概述151

一、管壳式换热器的结构及主要零部件151

二、管壳式换热器的结构类型152

第二节管板式换热器换热管的选用及其与管板的连线154

一、换热管的选用154

二、管子与管板的连线156

第三节管板与管板连线结构158

一、管板158

二、管板材料158

三、管板结构158

四、换热管在管板上的排列形式158

五、管间距160

六、管箱与管束的分程160

七、管程接管与挡板和导流筒161

八、折流板、支承板 、旁路挡板及拦液板的作用与结构162

九、管板与壳体的连线结构166

第四节管壳式换热器的温差应力166

一、管壁与壳壁温度差引起的温差应力166

二、管子拉脱力的计算167

三、温差应力的补偿169

第五节管壳式换热器的设计与选型171

一、固定管板式换热器的工艺计算171

二、固定管板式换热器的标準化171

第六节管壳式换热器的机械设计举例173

一、已知条件173

二、计算173

习题179

第八章常用化工设备181

第一节液体输送设备(化工用泵）181

一、 液体输送设备概述181

二、离心泵181

三、其他类型化工用泵193

第二节乾燥设备201

一、乾燥过程的基础201

二、乾燥设备分类及选型206

三、主要乾燥设备206

第三节离心分离设备231

一、旋风分离器231

二、离心机240

习题250

参考文献252