過程設(shè)備設(shè)計（第五版）

緒　論 001

1　壓力容器導言 011

1.1　壓力容器總體結(jié)構(gòu) 012

1.1.1　壓力容器基本組成 012

1.1.2　壓力容器零部件間的焊接 015

1.2　壓力容器分類 015

1.2.1　介質(zhì)危害性 015

1.2.2　壓力容器分類 016

1.3　壓力容器規(guī)范標準 019

1.3.1　國外主要規(guī)范標準簡介 019

1.3.2　國內(nèi)主要規(guī)范標準介紹 021

思考題 025

2　壓力容器應(yīng)力分析 027

2.1　載荷分析 028

2.1.1　載荷 028

2.1.2　載荷工況 030

2.2　回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析 030

2.2.1　薄壁圓筒的應(yīng)力 031

2.2.2　回轉(zhuǎn)薄殼的無力矩理論 032

2.2.3　無力矩理論的基本方程 033

2.2.4　無力矩理論的應(yīng)用 036

2.2.5　回轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)分析 041

2.3　厚壁圓筒應(yīng)力分析 047

2.3.1　彈性應(yīng)力 047

2.3.2　彈塑性應(yīng)力 054

2.3.3　屈服壓力和爆破壓力 058

2.3.4　提高屈服承載能力的措施 059

2.4　平板應(yīng)力分析 060

2.4.1　概述 060

2.4.2　圓平板對稱彎曲微分方程 061

2.4.3　圓平板中的應(yīng)力 064

2.4.4　承受軸對稱載荷時環(huán)板中的應(yīng)力 068

2.5　殼體屈曲分析 069

2.5.1　概述 069

2.5.2　均布軸壓圓筒的臨界應(yīng)力 071

2.5.3　周向受外壓圓筒的臨界壓力 071

2.5.4　其他回轉(zhuǎn)薄殼的臨界壓力 073

2.5.5　殼體許用臨界載荷 073

2.5.6　殼體屈曲數(shù)值模擬方法 074

2.6　典型局部應(yīng)力 074

2.6.1　概述 074

2.6.2　受內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力 075

2.6.3　降低局部應(yīng)力的措施 078

思考題 079

習題 079

3　壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響 083

3.1　壓力容器材料 084

3.1.1　壓力容器常用鋼材 084

3.1.2　有色金屬和非金屬 086

3.2　壓力容器制造工藝對鋼材性能的影響 087

3.2.1　塑性變形 087

3.2.2　焊接 089

3.2.3　熱處理 092

3.3　環(huán)境對壓力容器用鋼性能的影響 094

3.3.1　溫度 094

3.3.2　介質(zhì) 099

3.3.3　加載速率 103

3.4　壓力容器材料選擇 103

3.4.1　壓力容器用鋼的基本要求 103

3.4.2　壓力容器鋼材的選擇 105

思考題 107

4　壓力容器設(shè)計 109

4.1　概述 110

4.1.1　設(shè)計要求 110

4.1.2　設(shè)計文件 111

4.1.3　設(shè)計條件 111

4.2　設(shè)計準則 112

4.2.1　壓力容器失效 112

4.2.2　強度失效設(shè)計準則 115

4.2.3　剛度失效設(shè)計準則 118

4.2.4　屈曲失效設(shè)計準則 119

4.2.5　泄漏失效設(shè)計準則 119

4.3　常規(guī)設(shè)計 119

4.3.1　概述 119

4.3.2　圓筒設(shè)計 122

4.3.3　封頭設(shè)計 139

4.3.4　密封裝置設(shè)計 149

4.3.5　開孔和開孔補強設(shè)計 171

4.3.6　支座和檢查孔 178

4.3.7　超壓泄放裝置 180

4.3.8　焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 183

4.3.9　耐壓試驗 188

4.3.10　泄漏試驗 190

4.4　分析設(shè)計 191

4.4.1　概述 191

4.4.2　公式法 192

4.4.3　應(yīng)力分類法 194

4.4.4　彈塑性分析法 206

4.5　疲勞和棘輪分析 208

4.5.1　概述 208

4.5.2　壓力容器疲勞設(shè)計曲線 209

4.5.3　基于線彈性分析的疲勞失效評定 213

4.5.4　基于線彈性分析的熱應(yīng)力棘輪失效評定 216

4.5.5　基于彈塑性分析的疲勞和棘輪失效評定 218

4.5.6　影響疲勞壽命的其他因素 219

4.6　壓力容器設(shè)計技術(shù)進展 220

4.6.1　可靠性設(shè)計 220

4.6.2　優(yōu)化設(shè)計 220

4.6.3　基于失效模式設(shè)計 221

思考題 221

習題 222

5　儲運設(shè)備 225

5.1 概述 226

5.1.1 介質(zhì)特性 226

5.1.2 最大充裝量 226

5.1.3 環(huán)境對設(shè)計參數(shù)的影響 227

5.2 固定式儲罐的結(jié)構(gòu) 227

5.2.1 臥式圓柱形儲罐 227

5.2.2 立式平底筒形儲罐 229

5.2.3 球形儲罐 231

5.2.4 低溫儲罐 235

5.3 臥式儲罐設(shè)計 236

5.3.1 支座結(jié)構(gòu)及布置 236

5.3.2 設(shè)計計算 238

5.4 移動式壓力容器 249

5.4.1 汽車罐車 249

5.4.2 長管拖車 252

思考題 253

習題 253

6　換熱設(shè)備 255

6.1 概述 256

6.1.1 換熱設(shè)備的應(yīng)用 256

6.1.2 換熱設(shè)備分類及其特點 257

6.1.3 換熱器選型 265

6.1.4 換熱器相關(guān)技術(shù)發(fā)展動向 266

6.2 管殼式換熱器 266

6.2.1 基本類型 267

6.2.2 管殼式換熱器結(jié)構(gòu) 269

6.2.3 管板設(shè)計 278

6.2.4 膨脹節(jié)設(shè)計 280

6.2.5 管束振動和防止 281

6.2.6 設(shè)計方法 283

6.3 傳熱強化技術(shù) 284

6.3.1 傳熱強化概述 285

6.3.2 擴展表面及內(nèi)插件強化傳熱 287

6.3.3 殼程強化傳熱 291

思考題 293

7　塔設(shè)備 295

7.1 概述 296

7.1.1 塔設(shè)備的應(yīng)用 296

7.1.2 塔設(shè)備的選型 297

7.2 填料塔 299

7.2.1 填料 300

7.2.2 填料塔內(nèi)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 304

7.3 板式塔 311

7.3.1 板式塔的分類 311

7.3.2 板式塔的結(jié)構(gòu) 312

7.3.3 板式塔塔盤的結(jié)構(gòu) 317

7.4 塔設(shè)備的附件 324

7.4.1 除沫器 324

7.4.2 裙座 326

7.4.3 吊柱 327

7.5 塔的強度設(shè)計 327

7.5.1 塔的固有周期 328

7.5.2 塔的載荷分析 331

7.5.3 筒體的強度及穩(wěn)定性校核 338

7.5.4 裙座的強度及穩(wěn)定性校核 339

7.6 塔設(shè)備的振動 341

7.6.1 風的誘導振動 341

7.6.2 塔設(shè)備的防振 344

思考題 345

8　反應(yīng)設(shè)備 347

8.1 概述 348

8.1.1 反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用 348

8.1.2 反應(yīng)設(shè)備的分類與特征 348

8.1.3 常見反應(yīng)設(shè)備的特點 349

8.2 機械攪拌反應(yīng)設(shè)備 353

8.2.1 基本結(jié)構(gòu) 353

8.2.2 攪拌容器 354

8.2.3 攪拌器 358

8.2.4 攪拌軸設(shè)計 368

8.2.5 密封裝置 371

8.2.6 傳動裝置 377

8.2.7 機械攪拌設(shè)備技術(shù)進展 378

8.3 微反應(yīng)器 381

8.3.1 概述 381

8.3.2 微/ 納反應(yīng)器 382

8.3.3 微反應(yīng)器的加工制造 383

8.3.4 微反應(yīng)器的發(fā)展前景 386

思考題 387

習題 387

附錄A　壓力容器設(shè)計常用標準 388

附錄B　過程設(shè)備設(shè)計圖樣的表達特點和設(shè)計實例 392

附錄C　中英文術(shù)語對照 402

附錄D　壓力容器材料 406

附錄E　過程設(shè)備設(shè)計常用網(wǎng)站 414

參考文獻 415 2100433B

本書在修訂過程中仍保留了第4版的編排結(jié)構(gòu)，以及由淺入深、內(nèi)容豐富、突出基本概念和設(shè)計思想的風格，補充和修改了部分內(nèi)容，更新了相關(guān)標準，章前增加了學習意義和學習目標，章中添加了動畫、微課等新形態(tài)素材。

全書分緒論、壓力容器部分和過程設(shè)備部分。在緒論中綜合介紹過程設(shè)備特點、基本要求和設(shè)計內(nèi)涵；壓力容器部分包括壓力容器結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分析、材料及時間和環(huán)境對其性能的影響、設(shè)計準則、常規(guī)設(shè)計、分析設(shè)計、疲勞和棘輪分析等；過程設(shè)備部分包括儲運設(shè)備、換熱設(shè)備、塔設(shè)備和反應(yīng)設(shè)備。

本書適合作為“過程裝備與控制工程”專業(yè)的教材或教學參考資料，也可供其他專業(yè)選用和社會讀者閱讀。

(1) 過程設(shè)備設(shè)計（第四版）, 鄭津洋,桑芝富, 化學工業(yè)出版社, 2015

(2) 化工容器設(shè)計（第三版）. 王志文，化學工業(yè)出版社，2009

(3) 化工設(shè)備設(shè)計（第二版）. 聶清德，化學工業(yè)出版社，2002

(1) 過程設(shè)備設(shè)計（第四版）, 鄭津洋,桑芝富, 化學工業(yè)出版社, 2015

(2) 化工容器設(shè)計（第三版）. 王志文，化學工業(yè)出版社，2009

(3) 化工設(shè)備設(shè)計（第二版）. 聶清德，化學工業(yè)出版社，2002 2100433B

《過程設(shè)備設(shè)計力學基礎(chǔ)》為過程裝備與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論教學用書，全面系統(tǒng)地闡述了過程設(shè)備設(shè)計相關(guān)的力學知識與基本理論。全書共分六章，主要內(nèi)容包括：彈性力學基礎(chǔ)、塑性力學簡介、薄板理論、旋轉(zhuǎn)薄殼理論、外壓殼體的穩(wěn)定性分析和壓力容器的低周疲勞。

《過程設(shè)備設(shè)計力學基礎(chǔ)》結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容翔實、深入淺出。除側(cè)重基本理論外，還特別注意理論與工程應(yīng)用的結(jié)合，并輔以適當?shù)睦}和習題。

《過程設(shè)備設(shè)計力學基礎(chǔ)》可供從事過程工業(yè)設(shè)備設(shè)計、制造、維護、管理及安全評定等方面的工程技術(shù)人員使用，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。