化工设备机械基础的作品目录
第1篇 工程力学基础第1章 引言1.1 构件1.2 强度、刚度与稳定性1.3 基本变形形式第2章 轴向拉伸与压缩2.1 拉伸与压缩的基本概念2.2 物体的内力截面法2.2.1 内力的概念2.2.2 截面法求内力2.3 拉伸与压缩时的应力分析2.3.1 应力的概念2.3.2 轴向拉压时横截面上的应力2.4 拉伸与压缩变形胡克定律2.4.1 纵向变形2.4.2 横向变形2.4.3 胡克定律2.5 轴向拉伸与压缩时的强度计算2.5.1 许用应力与安全系数2.5.2 轴向拉伸与压缩时的强度条件2.6 热应力的概念2.7 应力集中的概念习题第3章 剪切与圆轴扭转3.1 剪切与挤压3.1.1 剪切3.1.2 挤压3.1.3 剪切与挤压的强度计算3.1.4 剪应变与剪切胡克定律简介3.2 扭转3.2.1 扭转的基本概念3.2.2 扭转时外力的计算3.2.3 扭转时内力的计算3.3 圆轴扭转时的应力及强度条件3.3.1 剪应变分布规律3.3.2 剪应力分布规律3.3.3 以静力平衡求剪应力3.3.4 截面的几何性质、强度条件3.4 圆轴扭转时的变形及刚度条件3.4.1 圆轴扭转时的变形分析3.4.2 圆轴扭转时的刚度条件习题第4章 梁的弯曲4.1 基本概念4.2 弯曲时的内力分析4.2.1 弯曲内力4.2.2 剪力和弯矩符号规则4.3 弯矩图4.4 弯曲时的应力和强度计算4.4.1 平面假设与变形的几何关系4.4.2 物理方程与应力分布4.4.3 静力平衡方程4.4.4 弯曲正应力公式适用范围的讨论4.5 截面几何性质4.5.1 常用截面的几何性质4.5.2 组合截面的几何性质4.6 弯曲正应力的强度条件4.7 梁的优化设计4.7.1 支承的合理安排4.7.2 载荷的合理布置4.7.3 截面形状的合理设计4.8 梁的弯曲变形4.8.1 梁的弹性曲线、挠度和转角4.8.2 弹性曲线的近似微分方程4.8.3 用叠加法求梁的变形4.8.4 粱的刚度校核提高抗弯刚度的措施习题第5章 强度理论与组合变形5.1 强度理论简介5.2 组合变形的概念5.3 拉伸(压缩)与弯曲组合变形5.4 扭转与弯曲组合变形5.4.1 扭转与弯曲组合变形时的应力分析5.4.2 扭转与弯曲时的强度计算习题第6章 压杆稳定6.1 工程中的稳定性问题6.2 两端球铰支细长压杆的临界力6.3 杆端不同约束条件下细长压杆的临界力6.4 压杆临界应力与欧拉公式的适用范围6.4.1 临界应力和柔度6.4.2 欧拉公式的适用范围6.4.3 中柔度压杆的临界应力公式6.5 压杆稳定性校核6.5.1 压杆稳定性安全准则6.5.2 压杆稳定性校核的安全系数法6.6 工程中提高压杆稳定性的措施6.7 其他构件稳定问题简介习题第二篇 化工设备材料第7章 材料基础知识7.1 钢材生产基本知识7.1.1 炼钢炉7.1.2 炉外精炼7.1.3 脱氧工艺7.1.4 几个基本术语7.1.5 钢材分类7.1.6 钢铁牌号及表示方法7.1.7 钢材的热处理7.2 材料的性能7.2.1 力学性能7.2.2 物理性能7.2.3 化学性能7.2.4 工艺性能第8章 化工设备材料及其选择8.1 碳钢8.2 低合金钢及化工设备用特种钢8.2.1 合金元素对钢性能的影响8.2.2 低合金钢8.2.3 锅炉和压力容器用钢板8.2.4 不锈耐酸钢8.2.5 耐热钢8.2.6 低温用钢8.2.7 钢材的品种和规格8.2.8 化工设备用钢的选材原则8.3 有色金属材料8.3.1 铝及其合金8.3.2 铜及其合金8.3.3 铅及其合金8.3.4 钛及其合金8.4 非金属材料8.4.1 无机非金属材料8.4.2 有机非金属材料第9章 化工设备的腐蚀及防腐措9.1 金属的腐蚀9.1.1 金属腐蚀的评定方法9.1.2 化学腐蚀9.1.3 电化学腐蚀9.2 晶间腐蚀和应力腐蚀9.3 金属腐蚀破坏的形式9.4 金属设备的防腐措施习题第3篇 化工容器设计第10章 容器设计的基本知识10.1 容器的分类与结构10.1.1 容器的分类10.1.2 容器的结构10.2 容器零部件的标准化10.2.1 标准化的意义10.2.2 标准化的基本参数10.3 压力容器的安全监察10.3.1 我国压力容器的基本状况10.3.2 我国压力容器安全监察体制10.4 现行压力容器安全监察法规、规范介绍10.5 压力容器建造标准规范10.5.1 压力容器建造标准的基本内容10.5.2 压力容器标准化体系10.6 压力容器国内外标准简介10.6.1 各国主要压力容器标准的性质和地位10.6.2 各国压力容器分类的原则10.6.3 各国主要标准的压力适用范围10.6.4 在标准中及时体现先进技术的应用10.6.5 我国主要压力容器建造标准瓶食10.7 《钢制压力容器》简介10.7.1 适用范围10.7.2 不适用范围10.7.3 超出标准规定范围的设计问题10.8 设计载荷条件10.9 压力容器设计寿命10.10 容器机械设计的基本要求习题第11章 内压薄壁容器的应力分析11.1 回转壳体的应力分析——薄膜应力理论11.1.1 薄壁容器及其应力特点11.1.2基本概念与基本假设11.1.3 经向应力计算公式——区域平衡方程式11.1.4 环向应力计算公式——微体平衡方程式11.1.5 轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围11.2 薄膜理论的应用11.2.1 受气体内压的圆筒形壳体11.2.2 受气体内压的球形壳体11.2.3 受气体内压的椭球壳体(椭圆形封头)11.2.4 受气体内压的锥形壳体11.2.5 受气体内压的碟形壳体(碟形封头)11.2.6 例题11.3 内压圆筒边缘应力11.3.1 边缘应力的概念11.3.2 边缘应力的特点11.3.3 对边缘应力的处理习题第12章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计12.1 强度设计的基本知识12.1.1 关于弹性失效的设计准则12.1.2 强度理论及其相应的强度条件12.2 内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计12.2.1 强度计算公式12.2.2 设计参数的确定12.2.3 容器的厚度和最小厚度12.2.4 压力试验及其强度校核12.2.5 例题12.3 内压圆筒封头的设计12.3.1 半球形封头12.3.2 椭圆形封头12.3.3 碟形封头12.3.4 球冠形封头12.3.5 锥形封头12.3.6 平板封头12.3.7 例题12.3.8 封头的选择习题第13章 外压圆筒与封头的设计13.1 概述13.1.1 外压容器的失稳13.1.2 容器失稳型式的分类13.2 临界压力13.2.1 临界压力的概念13.2.2 影响临界压力的因素13.2.3 弹性失稳的理论计算方法13.2.4 长圆筒、短圆筒和刚性圆筒13.2.5 临界压力的理论计算13.2.6 临界长度13.3 外压圆筒的工程设计13.3.1 设计准则13.3.2 外压圆筒壁厚设计的图算法13.3.3 外压容器的试压13.3.4 例题13.4 轴向受压圆筒失稳计算13.5 外压球壳与凸形封头的设计13.5.1 外压球壳和球形封头的设计13.5.2 凸面受压封头的设计13.5.3 例题13.6 外压圆筒加强圈的设计13.6.1 加强圈的作用与结构13.6.2 加强圈的间距13.6.3 加强圈的尺寸设计13.6.4 加强圈与圆筒间的连接13.6.5 例题习题第14章 容器零部件14.1 法兰连接14.1.1 法兰连接结构与密封原理14.1.2 法兰的结构与分类14.1.3 影响法兰密封的因素14.1.4 法兰标准及选用14.2 容器支座14.2.1 卧式容器支座……第4篇 典型化工设备的机械设计第15章 管壳式换热器的机械设计第16章 塔设备设计附录参考文献
化工设备机械基础的内容简介
《化工设备机械基础》讲述了：随着教学改革的不断深入，不同学校对过程机械相关专业的教学提出了不同的要求。考虑化学工程、应用化学、制药工程、高分子材料、环境科学、生物化学等专业的课程设置，结合近年来的教学实践，将“化工设备机械基础”和“工程力学”内容进行整合，编写了《化工设备机械基础》。《化工设备机械基础》的主要特点体现在如下几个方面：（1）通过相互渗透、融会贯通、精选特色等保持了原系列教材的特点由刁玉玮教授主编的《化工设备机械基础》一直是国内许多院校化工工艺类专业的首选教材，已经再版6次，作为“十五”和“十一五”规划教材，深受广大师生的欢迎。《化工设备机械基础》的“化工设备材料”“化工容器设计”篇按照《化工设备机械基础》一书的基本构架编写，主要内容保持不变；“典型化工设备的机械设计”篇重新进行编写。由银建中副教授主编的《工程力学》作为高等学校理工科规划教材一直是化工工艺类学生的力学基础教材。《化工设备机械基础》的“工程力学基础”篇保留了《工程力学》一书的特色内容。（2）在内容和表达方面，尽可能反映学科的最新发展趋势，保证教材与时俱进根据最新国家标准、行业标准和工程规范，在“化工设备材料”篇中，将最新材料标准、材料牌号等进行了较大幅度的调整，有助于教师和学生对新标准的了解。“典型化工设备的机械设计”篇中塔设备设计内容完全符合最新标准的设计要求，便于学生在掌握基本设计理论的同时，适应国家标准对典型设备的设计要求。（3）注重解决工程实际问题的能力和自主学习能力的培养在典型压力容器结构应力分析时，注重与工程实际问题紧密结合，以典型结构的应力分布、设计要点、工程意义为重点，对典型结构进行应力分析与讨论，提高解决工程实际问题的能力，把复杂的推导和理论分析留给学生通过查阅文献和资料自主学习解决。
化工设备机械基础作业解答一下
化工设备与岗位布局方式决定了必须进行巡回检查。化工设备往往是设备连着设备，一个岗位集中管理和控制相邻的十几台甚至几十台设备。化工生产具备连续性大生产的特点，除开停车中需要操作人员到设备现场对设备进行操作外，正常生产中，操作人员的大部分工作时间是通过岗位控制台对设备运行情况进行监测与调节。这一点与普通机床设备操作人员始终在设备身边进行操作很不相同。控制室的监控参数不能完全反映设备状况（如设备局部的泄漏、振动等），这就要求通过巡回检查来弥补监控上的不足。 化工介质的高危害性、生产的连续性对设备的可靠性提出了更高要求。要保证设备运行可靠，必须随时了解设备状态，对设备异常及时发现并做出调节或修理，防止设备状况的进一步恶化，要实现这一点也必须进行巡回检查。 巡回检查分操作人员的巡回检查、片区维护检修人员的巡回检查和现场技术管理人员的巡回检查。巡回检查和由此决定的调节与修理是化工设备日常维护的主要内容。 2.同步检修与协同检修要求 化工生产的一个操作单元的各个设备之间、多个操作单元形成的子系统的各个设备之间、多个子系统形成的总系统的各个设备之间，一般都通过管道相连。生产原料从一端设备投入，产品从另一端设备产出，中间没有间断、停留与机械运输。这与化工产品的生产介质大多为流体有关，这样可以实现连续性大生产。这种特殊的生产工艺对设备的维护检修提出了同步、协同检修的特殊要求。一台设备出现问题，往往造成一个操作单元、或者一个子系统或者总系统停车，这时就需实施该单元、或者子系统或总系统设备的同步、协同检修。同步指检修时间、周期、类别上的同步。协同指在处理某一设备问题时，充分利用该停车机会，协同处理同一单元、同一子系统或总系统中其它设备问题。 3.怎样实现同步和协同检修 化工设备检修按检修时机分：临时的停车检修和停产大修；按检修工作量分：大修、中修和小修。 （1)当总系统运行一定时间（如一年）后，系统全面停车，主要目的是为了系统内设备集中大修，称为停产大修。停产大修停车时间长，可以安排较多设备的大修,但并不能安排所有设备的大修，一方面受停车时间、维修力量限制，另一方面设备种类、设备质量状况、运行环境条件的不同，设备的大修周期不可能统一。同一系统内种类相同、检修周期相近的设备可以分批实施大修，错开每批设备之间的大修时间。某次停产大修中不进行大修，而中小修周期到了的设备可协同进行中小修。以上这些大修和协同的中小修就形成了停产大修计划。 尽管如此可以使设备大修的集中度降低，但停产大修往往时间紧、任务重，施工组织难度大。因此必须有效利用临时的停车机会，尽可能多地实施中小修和可能实施的大修，例如一些可能与总系统隔断或短时断开的子系统或操作单元的设备。但子系统内或操作单元内设备也应实施同步的和协同的检修，以便减少停车次数。 (2)中小修工作量相对较少、检修时间短，除在停产大修期中协同实施外，主要安排在临时停车时进行。化工生产要求实现连续不间断生产，但实际运行中短时的局部子系统或操作单元停车或者总系统的临时停车不可避免。如某关键设备的异常故障、巡检中发现某种危及安全的隐患急需处理、某岗位人员的操作失误、水电气原料供应不足等都可能产生临时停车。此时是安排该系统或操作单元设备中小修同步检修和协同检修的最佳机会。 4.压力容器、管道的维护检修 化工生产的管道完成各设备之间介质的传递输送，中间产品和最终产品由不同的储罐完成介质平衡与储存。压力容器和压力管道是化工生产中的主要设备，属于特种设备，对其设计、制造、安装、使用、检验、检修与改造实施安全监察，其维护检修除重视日常维护中的巡回检查外，重点是开展定期检验。定期检验是国家安全管理法规规定的强制性检验，主要分为每年至少一次的在线检验和相隔一定运行周期必须进行的、停止运行的全面检验。压力容器和压力管道的修理必须按安全技术规范的要求进行。一般将检验与修理（修理决策的主要依据是定期检验的结论）结合进行，与压力容器和压力管道相关的安全附件的定期校验、定期检修也与定期检验同步进行。 5.更高的安全检修要求 化工设备的管道相互连接，介质具有流动性、带温带压、易燃易爆、有毒有害。一些设备较大、较高，检修时需进入设备内部或登高作业。这些特点决定了进行化工设备检修必须有更高的安全检修要求。设备检修一般应在停车的情况下进行，应将介质排尽。对易燃易爆、有毒有害介质需进行吹除置换、清洗消毒；进入设备内部检修需从设备内部有代表性的部位取样分析，办理相关进塔入罐作业证方可进行检修。登高作业需带安全带，办理登高作业证；在一些有易燃易爆介质的生产现场或设备内部检修时，需对环境空气取样分析，办理动火作业证。生产中对系统的某台设备检修时，必须将其与系统断开，防止相连设备管道中的介质喷出伤人或造成燃爆、中毒事件。 6.化工设备修理决策方式 （1）维修规程结合设备实际状况的决策方式。原化工部组织起草了各类化工设备的维护检修规程，对各类化工设备的维护检修制定了日常维护、大中小修周期、检修内容、质量验收标准、检修安全注意事项等等。这就产生了以化工设备维护检修规程为决策依据的修理决策方式。但它的缺点是没有考虑到设备自身质量、设备运行条件和状况、操作和维护检修水平上的差异，严格按规程进行修理决策，会造成修理过剩或修理不足。为此，以化工设备维护检修规程为主要决策依据，由现场技术管理人员、相关管理部门技术人员结合设备状况，对设备大修周期进行调整、共同决策是一种相对科学的修理决策方式。目前大多数化工企业都采用了这种修理决策形式。但实际运作中相关人员的技术素质、责任心、对现场设备的熟悉程度、对设备故障事故发生规律的认识水平等方面的差异，以及出自不同的利益，往往会影响设备的修理的科学决策。 （2）依据状态监测的决策方式。状态维修的最大特点是，完全依据设备的运行效能、运行状态来确定设备的维护检修周期和检修内容。其实质是：在全面掌握设备状况的基础上，根据设备故障发生发展规律，选择最恰当的时机，对设备实施有的放矢的修理。这无疑是一种科学的修理方式，这需要大量资金的投入和做大量的基础研究才能得以实现。这也许是这种决策方式目前难以推广的原因。 化工企业压力容器由于有国家的强制性定期检验要求，检验工作开展得较早较好，随着人们对压力容器故障和事故发生发展规律认识的深入，许多化工企业压力容器的修理决策，基本做到了以定期检验结论为主要依据，可以说正在或基本形成了压力容器的状态监测决策模式。 （3）按规程结合实际加状态监测的组合方式。目前一些大型化工企业，一方面在总系统中选择一些大型、关键、贵重、出现故障事故对生产影响、危害性大的设备进行状态监测，另一方面对大多数设备按检验规程结合设备实际状况进行修理决策，尽可能使修理决策科学化。 二、检修与安全 对于石化装置长周期运行中存在的标准老化的突出问题。中国石化有关部门与国家部委接洽，或参与修改涉及石化行业安全生产标准制定，为所属企业在安全基础上保证装置“安稳长满优”运行，扫除了很多因法规陈旧形成的“硬门槛”。在役安全阀危险性研究等一批新成果为国家相关法规更新提供了准确的基础数据和决策依据。同时，“十五”期间，中国石化在安全生产技术研发方面完成立项近百项，在生产领域成功研制投用新型安全仪器、仪表和消防药剂达50多种，有力地保证了企业装置的长周期安全生产。 针对危化品品种多、从业单位多的特点，对企业的安全评估是监管的重点。通过评估摸清企业安全生产状况，以便进行分类排队、分类指导，加强监管工作的针对性。