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0 绪论1

0.1 过程工业在国民经济中的地位1

0.2 过程设备的特点及本书任务1

0.3 介质的危害性与压力容器的分类2

0.3.1 介质的危害性与分组2

0.3.2 压力容器分类2

0.4 压力容器技术标准与技术法规4

0.4.1 标准与法规的异同关系4

0.4.2 国外压力容器标准与法规4

0.4.3 中国压力容器标准与法规5

0.4.4 压力容器标准与法规使用中应注意的几个问题6

0.5 中国压力容器的质量保证措施7

思考题8

1 压力容器用钢9

1.1 钢的质量与性能影响因素9

1.1.1 化学成分9

1.1.2 冶炼方法与脱氧程度10

1.1.3 热处理及交货状态10

1.1.4 操作环境引起的钢组织与性能劣化12

1.2 钢材分类与质量等级13

1.3 压力容器用钢14

1.3.1 压力容器用钢的质量、性能要求与分类14

1.3.2 压力容器用钢板15

1.3.3 压力容器用钢管与锻件18

思考题19

2 承压设备应力分析基础20

2.1 回转薄壳的应力分析20

2.1.1 回转薄壳的无力矩理论与几何特性20

2.1.2 无力矩理论的基本方程22

2.1.3 无力矩理论的应用及条件24

2.1.4 回转薄壳的边缘问题分析31

2.2 圆平板中的应力分析36

2.2.1 圆板轴对称弯曲的基本方程36

2.2.2 均布载荷下圆板中的应力39

2.2.3 轴对称载荷下环形板中的应力43

2.3 厚壁圆筒应力分析43

2.3.1 厚壁圆筒弹性应力分析44

2.3.2 厚壁圆筒弹塑性应力分析49

2.3.3 自增强原理52

思考题53

习题54

3 内压容器设计55

3.1 概述55

3.1.1 压力容器设计文件55

3.1.2 压力容器失效与设计准则55

3.2 内压圆筒与球壳强度计算57

3.2.1 圆筒的结构形式57

3.2.2 K≤1.5圆筒的强度计算58

3.2.3 K＞1.5圆筒的强度计算61

3.2.4 球壳的强度计算63

3.2.5 设计参数的确定63

3.2.6 压力试验66

3.2.7 泄漏试验67

3.3 内压封头设计68

3.3.1 封头的结构类型与特点68

3.3.2 封头强度计算69

设计举例75

3.4 内压容器开孔及补强设计77

3.4.1 开孔应力集中及应力集中系数78

3.4.2 球壳开孔接管处应力集中系数曲线及其应用80

3.4.3 开孔补强设计82

设计举例87

3.5 密封连接设计89

3.5.1 法兰连接概述89

3.5.2 法兰连接密封设计93

3.5.3 法兰强度计算Waters法100

设计举例105

3.5.4 高压密封概论106

3.6 压力容器分析设计110

3.6.1 分析设计基本概念110

3.6.2 应力分类112

3.6.3 应力强度的限制114

3.6.4 疲劳设计基本概念115

思考题118

习题119

4 外压容器设计120

4.1 壳体的稳定性概念120

4.2 外压圆筒的稳定性分析与计算120

4.2.1 受均布横向外压圆筒的临界压力120

4.2.2 其他工况外压圆筒的稳定问题123

4.3 外压圆筒设计124

4.3.1 图算法原理125

4.3.2 外压圆筒设计计算128

4.3.3 加强圈设计130

4.4 外压球壳的稳定性分析与设计132

4.5 外压容器零部件设计133

设计举例134

思考题136

习题136

5 卧式贮罐设计138

5.1 支座形式及设置138

5.2 载荷与内力分析140

5.2.1 载荷分析140

5.2.2 内力分析141

5.3 简体的应力计算与校核142

5.3.1 简体的轴向应力142

5.3.2 鞍座处简体的切应力144

5.3.3 鞍座处简体的周向应力145

5.4 鞍座选用与设计校核148

5.4.1 鞍座结构与选用148

5.4.2 鞍座设计校核149

设计举例151

思考题155

习题155

6 换热设备156

6.1 常用换热设备的特点及应用156

6.2 管壳式换热器的结构类型及特点158

6.3 管壳式换热器设计概要161

6.3.1 工艺设计161

6.3.2 机械设计165

6.4 管壳式换热器结构设计165

6.4.1 管束165

6.4.2 壳体与管箱169

6.4.3 浮头盖与钩圈170

6.5 管板强度计算171

6.5.1 管板受力分析172

6.5.2 管板强度计算概要173

6.6 膨胀节174

6.6.1 膨胀节的设置条件与结构类型174

6.6.2 波形膨胀节设计计算概要174

6.7 管束振动与防振175

6.7.1 振动诱因与计算参数175

6.7.2 振动判据与防振措施176

思考题177

7 塔设备178

7.1 概述178

7.2 板式塔内件179

7.2.1 塔盘结构179

7.2.2 塔盘的强度与刚度校核182

7.2.3 进料管结构及除沫装置183

7.3 填料塔内件185

7.3.1 液体分布与收集装置185

7.3.2 填料支承与压紧、限位装置187

7.4 塔设备载荷分析与计算187

7.4.1 塔的自振周期188

7.4.2 风载荷190

7.4.3 地震载荷197

7.4.4 偏心弯矩与重力载荷202

7.4.5 圆筒塔壳轴向应力计算与校核202

7.5 裙座设计205

7.5.1 裙座结构设计要点205

7.5.2 裙座设计计算207

思考题210

习题211

8 反应设备212

8.1 概述212

8.1.1 搅拌反应器的总体结构212

8.1.2 搅拌反应器的类型212

8.1.3 新型混合与反应设备214

8.2 反应器的搅拌罐215

8.2.1 罐体强度设计215

8.2.2 换热元件216

8.2.3 工艺管口结构217

8.3 反应器的搅拌装置218

8.3.1 搅拌器型式、特点及选择218

8.3.2 搅拌轴224

8.4 反应器的传动装置226

8.4.1 电动机与减速器的类型及选用226

8.4.2 机架与凸缘227

8.4.3 轴封装置228

思考题231

习题231

9 蒸发浓缩与干燥设备概论232

9.1 蒸发浓缩设备232

9.1.1 蒸发浓缩设备的分类232

9.1.2 蒸发浓缩设备的选型与设计要点233

9.1.3 常见典型蒸发浓缩设备234

9.2 干燥设备236

9.2.1 干燥与干燥器分类236

9.2.2 干燥器选型与设计要点237

9.2.3 滚筒干燥器239

思考题241

附录242

附录Ⅰ 承压设备重要及常用法规和标准242

附录Ⅱ 承压设备用钢板国内外牌号对照表243

附录Ⅲ 我国部分地区基本风压与地震基本烈度243

附录Ⅳ 常用钢板许用应力244

附录Ⅴ 钢管许用应力245

附录Ⅵ 锻件许用应力246

附录Ⅶ 螺柱许用应力247

参考文献248