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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CAD259

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