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第一节 绪言 1

一、导言 1

二、分类 1

总论 1

第二节 化工容器及设备设计的基本要求 2

一、基本要求 2

二、具体要求 3

第三节 化工容器及设备常用材料及焊接结构 3

一、容器设备用钢的基本要求 4

二、容器设备用钢的主要类型 4

三、容器设备的焊接结构 6

一、压力容器及设备标准规范简介 11

第四节 化工容器及设备规范标准和安全监察机构简介 11

二、压力容器及设备安全监察机构简介 15

第一篇 化工容器设计 19

第一章 中低压容器设计 19

第一节 薄壁回转壳体的应力分析 19

一、概述 19

二、无力矩理论的两个基本方程 19

三、无力矩理论的具体应用 23

四、内压引起的径向变形 27

五、内压引起的壳体弯曲应力 28

六、有力矩理论与边缘问题 29

七、有力矩理论的具体应用 35

一、概述 38

第二节 圆形薄板的应力分析 38

二、圆板轴对称弯曲微分方程 39

三、受均布载荷的圆板 41

四、受轴对称载荷的环板 45

第三节 内压薄壁容器的常规设计 49

一、薄壁圆筒和球壳的设计 50

二、设计参数的确定 51

三、封头设计 54

四、压力试验 66

一、高压容器的应用 68

二、高压容器的基本特点 68

第一节 概述 68

第二章 高压容器设计 68

三、高压容器的材料 69

第二节 高压筒体结构与强度设计 70

一、高压筒体结构形式 70

二、单层厚壁圆筒应力分析 74

三、单层厚壁圆筒爆破压力 82

四、组合厚壁圆筒受力特点 83

五、高压筒体的失效准则与工程设计 84

第三节 高压密封的结构和设计 89

一、高压密封的特点和分类 89

二、高压密封的结构形式 91

三、提高密封性能的技术措施 97

四、平垫与双锥密封的设计计算 99

第四节 高压容器的主要零部件设计 105

一、高压封头 105

二、高压筒体端部 106

三、高压容器的开孔补强 110

第五节 高压容器衬里设计 114

一、高压容器的衬里方法 115

二、高压容器的衬里结构形式 115

三、高压容器的检漏系统 117

一、垫片设计 119

第一节 法兰设计 119

第三章 化工容器及设备零部件设计 119

二、螺栓设计 125

三、法兰设计 127

第二节 开孔与补强设计 140

一、开孔应力集中 140

二、开孔补强设计 145

三、等面积补强计算 148

第三节 支座设计 150

一、直立设备支座 151

二、卧式设备支座 152

三、球形贮罐支座 164

第一节 概述 166

第四章 外压薄壁容器设计 166

第二节 外压圆筒的稳定性计算 167

一、受均布横向外压时长圆筒的临界压力 167

二、受均布横向外压时短圆筒的临界压力 171

三、圆筒的临界长度 173

四、受横向及轴向均布外压时圆筒的临界压力 173

五、受轴向压缩载荷时圆筒的稳定性计算 174

第三节 外压圆筒的设计计算 174

一、解析法 174

二、图算法 177

一、外压球形容器及封头设计 183

第四节 外压封头设计 183

二、外压凸形封头 184

三、外压锥形封头 184

第五节 加强圈的设计计算 185

一、加强圈的作用及结构 185

二、加强圈的计算 186

第五章 近代压力容器设计技术进展 192

第一节 概述 192

一、压力容器的失效方式和设计准则 192

二、压力容器设计规范的主要进展 193

三、计算机在压力容器设计中的应用 195

一、分析设计概述 196

第二节 压力容器的分析设计 196

二、应力分类 198

三、各类应力强度的限制 202

四、分析设计的应用 207

第三节 压力容器的疲劳设计 208

一、疲劳机理简述 208

二、压力容器的低循环疲劳 209

三、低循环设计疲劳曲线 211

四、影响低循环疲劳寿命的主要因素 212

五、疲劳设计规范 216

六、疲劳设计的其它问题 219

二、断裂力学的基本理论简介 220

第四节 压力容器的防脆断设计和缺陷评估 220

一、压力容器的低应力脆断 220

三、压力容器防脆断方法 224

四、压力容器缺陷的疲劳寿命计算 226

五、在用压力容器缺陷的评估 227

六、缺陷评定规范的发展 231

第五节 高温压力容器设计 232

一、金属高温蠕变 232

二、高温压力容器设计 233

三、高温压力容器的剩余寿命 235

一、优化问题的数学模型建立 237

第六节 压力容器的优化设计 237

二、最优化方法 238

三、优化设计实例 241

第七节 压力容器的可靠性设计 243

一、可靠性工程学简述 243

二、可靠性设计 248

三、压力容器可靠性工程进展 250

第八节 压力容器的计算机辅助设计 250

一、计算机辅助设计概述 250

二、压力容器CAD软件 253

三、智能CAD 259

第一节 概述 263

第二节 板式塔结构设计 263

第二篇 化工设备设计 263

第六章 塔设备设计 263

一、塔盘结构 265

二、裙座结构 270

三、附件结构 273

第三节 填料塔结构设计 273

一、填料及填料支承装置 275

二、喷淋装置 276

三、液体再分布装置 278

第四节 塔设备的强度设计 280

一、塔体和裙座的受载分析 280

二、塔设备的振动简介 281

三、塔体和裙座的载荷计算 285

四、塔体的强度设计 289

五、裙座的强度设计 291

第七章 管壳式换热器设计 302

第一节 概述 302

第二节 管壳式换热器的主要类型和结构设计 303

一、管壳式换热器的主要类型 303

二、管壳式换热器的结构设计 304

第三节 “U”型膨胀节的计算 317

一、是否要设置膨胀节的判定 317

二、“U”形膨胀节的计算 319

一、概述 324

第四节 管板的强度计算 324

二、国标GB151《钢制管壳式换热器》管板计算方法 325

第五节 管束振动及其他类型换热器简介 352

一、管束振动简介 352

二、其他类型换热器简介 353

第八章 搅拌设备设计 358

第一节 概述 358

一、搅拌设备的工业应用 358

二、搅拌设备的典型结构 359

三、搅拌设备的设计步骤 359

第二节 搅拌设备的容器部分设计 359

一、筒体尺寸的确定 360

二、传热部件的结构及传热计算 361

三、接管的结构 369

第三节 搅拌装置设计 370

一、搅拌器与流动状态 371

二、典型搅拌器及其选用 373

三、搅拌器的功率 379

第四节 传动装置及搅拌轴 391

一、传动装置 391

二、搅拌轴 396

第五节 轴封装置 402

一、填料密封 402

二、机械密封 406

第六节 搅拌设备的技术要求 410

一、搅拌设备装配图 410

二、搅拌轴 412

三、搅拌器 412

四、填料箱 414

五、联轴节 414

六、机械密封装配图等 414

附录 415

一、钢管及锻件许用应力 415

二、钢材弹性模量及平均线膨胀系数 419

主要参考文献 420