過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第五版）目錄

緒　論 001

1　壓力容器導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn) 019

1.3.1　國(guó)外主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 019

1.3.2　國(guó)內(nèi)主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)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(wú)力矩理論 032

2.2.3　無(wú)力矩理論的基本方程 033

2.2.4　無(wú)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(duì)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(duì)稱載荷時(shí)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(xí)題 079

3　壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)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(duì)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(duì)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(jì) 109

4.1　概述 110

4.1.1　設(shè)計(jì)要求 110

4.1.2　設(shè)計(jì)文件 111

4.1.3　設(shè)計(jì)條件 111

4.2　設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 112

4.2.1　壓力容器失效 112

4.2.2　強(qiáng)度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 115

4.2.3　剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 118

4.2.4　屈曲失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 119

4.2.5　泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 119

4.3　常規(guī)設(shè)計(jì) 119

4.3.1　概述 119

4.3.2　圓筒設(shè)計(jì) 122

4.3.3　封頭設(shè)計(jì) 139

4.3.4　密封裝置設(shè)計(jì) 149

4.3.5　開(kāi)孔和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 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(jì) 183

4.3.9　耐壓試驗(yàn) 188

4.3.10　泄漏試驗(yàn) 190

4.4　分析設(shè)計(jì) 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(jì)曲線 209

4.5.3　基于線彈性分析的疲勞失效評(píng)定 213

4.5.4　基于線彈性分析的熱應(yīng)力棘輪失效評(píng)定 216

4.5.5　基于彈塑性分析的疲勞和棘輪失效評(píng)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(jì)技術(shù)進(jìn)展 220

4.6.1　可靠性設(shè)計(jì) 220

4.6.2　優(yōu)化設(shè)計(jì) 220

4.6.3　基于失效模式設(shè)計(jì) 221

思考題 221

習(xí)題 222

5　儲(chǔ)運(yùn)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(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響 227

5.2 固定式儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu) 227

5.2.1 臥式圓柱形儲(chǔ)罐 227

5.2.2 立式平底筒形儲(chǔ)罐 229

5.2.3 球形儲(chǔ)罐 231

5.2.4 低溫儲(chǔ)罐 235

5.3 臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 236

5.3.1 支座結(jié)構(gòu)及布置 236

5.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 238

5.4 移動(dòng)式壓力容器 249

5.4.1 汽車(chē)罐車(chē) 249

5.4.2 長(zhǎng)管拖車(chē) 252

思考題 253

習(xí)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(diǎn) 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(dòng)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(jì) 278

6.2.4 膨脹節(jié)設(shè)計(jì) 280

6.2.5 管束振動(dòng)和防止 281

6.2.6 設(shè)計(jì)方法 283

6.3 傳熱強(qiáng)化技術(shù) 284

6.3.1 傳熱強(qiáng)化概述 285

6.3.2 擴(kuò)展表面及內(nèi)插件強(qiáng)化傳熱 287

6.3.3 殼程強(qiáng)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(jì) 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(pán)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(qiáng)度設(shè)計(jì) 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(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 338

7.5.4 裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 339

7.6 塔設(shè)備的振動(dòng) 341

7.6.1 風(fēng)的誘導(dǎo)振動(dòng) 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(jiàn)反應(yīng)設(shè)備的特點(diǎn) 349

8.2 機(jī)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(jì) 368

8.2.5 密封裝置 371

8.2.6 傳動(dòng)裝置 377

8.2.7 機(jī)械攪拌設(shè)備技術(shù)進(jìn)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(xí)題 387

附錄A　壓力容器設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn) 388

附錄B　過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)圖樣的表達(dá)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)例 392

附錄C　中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照 402

附錄D　壓力容器材料 406

附錄E　過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)常用網(wǎng)站 414

參考文獻(xiàn) 415 2100433B

本書(shū)在修訂過(guò)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(jì)思想的風(fēng)格，補(bǔ)充和修改了部分內(nèi)容，更新了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，章前增加了學(xué)習(xí)意義和學(xué)習(xí)目標(biāo)，章中添加了動(dòng)畫(huà)、微課等新形態(tài)素材。

全書(shū)分緒論、壓力容器部分和過(guò)程設(shè)備部分。在緒論中綜合介紹過(guò)程設(shè)備特點(diǎn)、基本要求和設(shè)計(jì)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(shí)間和環(huán)境對(duì)其性能的影響、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、常規(guī)設(shè)計(jì)、分析設(shè)計(jì)、疲勞和棘輪分析等；過(guò)程設(shè)備部分包括儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、換熱設(shè)備、塔設(shè)備和反應(yīng)設(shè)備。

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

(1) 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第四版）, 鄭津洋,桑芝富, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2015

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

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

(1) 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第四版）, 鄭津洋,桑芝富, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2015

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

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

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)》為過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論教學(xué)用書(shū)，全面系統(tǒng)地闡述了過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)相關(guān)的力學(xué)知識(shí)與基本理論。全書(shū)共分六章，主要內(nèi)容包括：彈性力學(xué)基礎(chǔ)、塑性力學(xué)簡(jiǎn)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(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)》結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容翔實(shí)、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(dāng)?shù)睦}和習(xí)題。

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)》可供從事過(guò)程工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、管理及安全評(píng)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。