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（上册） 1

1 压力容器设计概述 1

1.1 压力容器及其分类 1

1.1.1 压力容器及其构成 1

1.1.2 压力容器的分类 1

1.2 压力容器的设计要求 2

1.2.1 强度要求 2

1.2.2 刚度要求 3

1.2.3 使用寿命要求 3

1.2.4 结构要求 3

1.3 压力容器材料及选择 3

1.3.1 压力容器用钢 3

1.3.2 对压力容器用钢的要求 4

1.3.3 压力容器用钢的选择 5

1.4 压力容器规范简介 5

1.4.1 国外压力容器规范 6

1.4.2 中国压力容器规范 6

思考题 8

2 压力容器应力分析 10

2.1 中低压容器应力分析 10

2.1.1 压力容器的薄膜应力 10

2.1.2 压力容器的边缘应力 15

2.2 圆筒形高压容器应力分析 17

2.2.1 弹性应力分析 18

2.2.2 弹塑性应力分析 20

2.2.3 温差应力分析 22

2.2.4 机械应力与热应力的综合应力 23

2.3 圆形平盖封头应力分析 24

2.3.1 定解方程及求解 24

2.3.2 变形及应力分布特点 28

2.4 压力容器局部应力分析 29

2.4.1 局部应力及分析方法 29

2.4.2 平板开小孔的应力集中 29

2.4.3 压力容器开小孔的应力集中 32

2.4.4 压力容器开孔接管的应力集中 33

思考题 35

3 压力容器常规设计 36

3.1 圆筒形容器筒体的强度设计 36

3.2 压力容器封头的强度设计 38

3.2.1 半球形封头 38

3.2.2 椭圆形封头 39

3.2.3 碟形封头 40

3.2.4 球冠形封头 41

3.2.5 锥形封头 42

3.2.6 平盖封头 43

3.3 法兰连接及密封设计 45

3.3.1 法兰密封及失效 45

3.3.2 法兰密封设计 48

3.3.3 法兰强度设计 56

3.4 开孔接管及补强设计 58

3.4.1 补强结构与设计规则 59

3.4.2 等面积补强设计 60

3.5 容器支座的结构与选型 62

3.5.1 悬挂式支座 63

3.5.2 支承式支座 64

3.5.3 鞍式支座 64

3.6 外压容器稳定性设计 66

3.6.1 圆环的稳定性分析 66

3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 67

3.6.3 外压圆筒的设计计算 69

3.6.4 外压封头的设计计算 73

3.6.5 加强圈设计 74

3.7 设计参数及压力试验 77

3.7.1 设计参数 77

3.7.2 压力试验 80

思考题 81

4 压力容器分析设计 83

4.1 分析设计概述 83

4.1.1 常规设计的局限性 83

4.1.2 分析设计的基本思想 84

4.1.3 分析设计与常规设计规范比较 84

4.2 应力特性 85

4.2.1 中低压容器 86

4.2.2 高压容器 86

4.2.3 平盖封头 88

4.2.4 壳体不连续区 88

4.2.5 容器支座区 90

4.2.6 容器接管区 90

4.2.7 容器热应力 91

4.3 应力分类 92

4.3.1 一次应力 92

4.3.2 二次应力 93

4.3.3 峰值应力 93

4.4 应力评定 95

4.4.1 应力强度 95

4.4.2 应力强度设计限制 98

4.4.3 极限载荷设计概念 100

4.4.4 结构安定性概念 103

4.4.5 疲劳分析设计准则 104

思考题 106

5 高压容器设计 107

5.1 高压容器设计概述 107

5.1.1 高压容器的结构特点 107

5.1.2 高压容器的材料特点 108

5.1.3 高压容器简体的结构型式 108

5.2 高压圆筒的强度设计 113

5.2.1 高压圆筒强度设计准则 113

5.2.2 单层高压圆筒的强度计算 115

5.2.3 多层高压圆筒的强度计算 116

5.3 高压容器的密封结构 116

5.3.1 强制式密封 117

5.3.2 自紧式密封 118

5.3.3 高压管道密封 121

5.4 高压容器的自增强技术 121

5.4.1 自增强技术原理 121

5.4.2 自增强处理压力 122

5.4.3 自增强处理应力 122

5.4.4 自增强处理半径 123

5.4.5 自增强处理方法 124

思考题 124

6 球形储罐设计 126

6.1 概述 126

6.1.1 球罐的特点 126

6.1.2 球罐分类 126

6.1.3 球罐的设计内容 127

6.2 球罐壳体设计 127

6.2.1 橘瓣式球壳的设计 128

6.2.2 足球瓣式和混合式球壳设计 130

6.3 球罐支座设计 131

6.3.1 赤道正切柱式支座设计 131

6.3.2 其它形式的支座结构 134

6.4 人孔、接管及附件设计 137

6.4.1 人孔结构 137

6.4.2 接管结构 137

6.4.3 球罐附件 138

6.5 球罐的抗震结构设计 140

6.5.1 球罐抗震结构设计的一般要求 140

6.5.2 球罐抗震设计的方法与措施 140

思考题 142

7 塔设备 143

7.1 概述 143

7.1.1 塔设备的作用和类型 143

7.1.2 塔型比较及选择 143

7.1.3 对塔设备的要求 143

7.2 板式塔 144

7.2.1 设计内容 144

7.2.2 总体结构及分类 144

7.2.3 塔盘结构 145

7.3 填料塔 156

7.3.1 设计内容 156

7.3.2 总体结构 157

7.3.3 填料类型及选用 157

7.3.4 液体的分布装置和液体再分布装置 161

7.3.5 填料的支承装置 165

7.3.6 填料压板和床层限制板 166

7.4 辅助装置及附件 167

7.4.1 裙座 167

7.4.2 除沫器 168

7.4.3 接管 169

7.4.4 吊柱 172

7.5 塔设备的机械设计 174

7.5.1 塔体厚度的计算 174

7.5.2 塔体承受的各种载荷的计算 174

7.5.3 塔体稳定校核 181

7.5.4 塔体拉应力校核 182

7.5.5 水压试验时应力校核 183

7.5.6 裙座设计 184

7.6 塔体与裙座的机械设计举例 190

7.6.1 选择材料 190

7.6.2 按计算压力计算筒体和封头的壁厚 191

7.6.3 塔的质量载荷计算 191

7.6.4 塔的自振周期计算 193

7.6.5 地震载荷计算 193

7.6.6 风载荷和偏心弯矩计算 193

7.6.7 各种载荷引起的轴向应力 195

7.6.8 筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核 195

7.6.9 筒体和裙座水压试验应力校核 196

7.6.10 基础环设计 197

7.6.11 地脚螺栓设计 198

思考题 198

8 换热器 199

8.1 概述 199

8.1.1 换热器的应用 199

8.1.2 换热器的类型 199

8.1.3 换热器的选型 200

8.2 管壳式换热器 201

8.2.1 基本类型 201

8.2.2 管壳式换热器的总体设计 203

8.2.3 管壳式换热器的主要部件与结构设计 204

8.3 膨胀节设计 218

8.4 热管及热管换热器 219

8.4.1 热管简介 219

8.4.2 热管换热器 221

思考题 223

9 搅拌反应设备 224

9.1 反应器类型 224

9.2 典型搅拌反应器 225

9.2.1 总体结构 225

9.2.2 设计内容及步骤 226

9.3 釜体与传热装置 227

9.3.1 釜体设计 227

9.3.2 传热装置设计 228

9.4 搅拌器及附件的设计 234

9.4.1 搅拌器的功能 234

9.4.2 典型搅拌器 236

9.4.3 搅拌附件 239

9.4.4 搅拌器选型 240

9.4.5 搅拌器转速与搅拌功率 242

9.4.6 搅拌器的强度计算 245

9.4.7 搅拌轴设计 248

9.5 传动装置 251

9.5.1 电动机的基本特性及选用 251

9.5.2 减速机 252

9.5.3 联轴器 256

9.6 轴封装置 257

9.6.1 填料密封 257

9.6.2 机械密封 260

9.6.3 机械密封和填料密封的比较 262

思考题 263

参考文献 264

（下册） 1

10 压缩机 1

10.1 压缩机的类型及应用 1

10.1.1 压缩机的分类及比较 1

10.1.2 压缩机的应用 3

10.2 往复活塞式压缩机 4

10.2.1 往复活塞式压缩机基本原理 4

10.2.2 往复活塞式压缩机的调节与控制 16

10.2.3 往复活塞式压缩机的典型结构及零部件 20

10.2.4 往复活塞式压缩机的选型 25

10.3 离心式压缩机 29

10.3.1 离心式压缩机基本原理 29

10.3.2 离心式压缩机的工作特性及调节 37

10.3.3 相似理论在离心式压缩机中的应用 39

10.3.4 离心式压缩机主要零部件 41

10.3.5 离心式压缩机的选型 42

10.4 其它压缩机 45

10.4.1 螺杆式压缩机 45

10.4.2 单螺杆式压缩机 46

10.4.3 滚动活塞式压缩机 47

10.4.4 滑片式压缩机 47

10.4.5 液环式压缩机 47

10.4.6 涡旋式压缩机 48

10.4.7 轴流式压缩机 48

10.4.8 轴流离心混合式压缩机 49

思考题 49

讨论题 51

11 风机 53

11.1 风机的类型及性能参数 53

11.1.1 风机的类型 53

11.1.2 风机的性能参数 53

11.2 离心式风机 56

11.2.1 离心式风机的工作原理 56

11.2.2 离心式风机的工作特性及调节 57

11.2.3 相似理论在离心式风机中的应用 62

11.2.4 离心式风机的主要零部件 62

11.2.5 离心式风机的选型 64

11.3 轴流式风机 66

11.3.1 轴流式风机的结构及工作原理 66

11.3.2 轴流式风机的特点及性能曲线 67

11.3.3 轴流式风机的调节 68

11.3.4 轴流式风机的选型 69

11.4 其它型式的风机 69

11.4.1 罗茨鼓风机与叶氏鼓风机 69

11.4.2 横流式通风机 71

11.4.3 筒形离心式风机 71

思考题 72

12 制冷机 73

12.1 概述 73

12.1.1 制冷机的基本原理及分类 73

12.1.2 制冷剂和载冷剂 73

12.1.3 润滑油 75

12.2 活塞式制冷机 75

12.2.1 活塞式制冷机的压缩循环 75

12.2.2 活塞式制冷机制冷循环的工作参数 77

12.2.3 活塞式制冷压缩机的选型指南 78

12.2.4 活塞式制冷机的制冷热交换设备 82

12.2.5 活塞式制冷机的辅机系统 83

12.2.6 活塞式制冷机组 88

12.3 螺杆式制冷机 89

12.3.1 螺杆式制冷压缩机的性能参数及调节 89

12.3.2 螺杆式制冷机的形式及参数 91

12.3.3 螺杆式制冷机的选型指南 93

12.4 离心式制冷机 95

12.4.1 离心式制冷机的特点及应用 95

12.4.2 离心式制冷机的基本组成和制冷循环 95

12.4.3 离心式制冷机的选型指南 97

12.5 吸收式制冷机 100

12.5.1 溴化锂吸收式制冷机 100

12.5.2 氨－水吸收式制冷机 104

12.6 其它形式的低温制冷机 104

12.6.1 斯特林制冷机 105

12.6.2 维勒米尔制冷机 105

12.6.3 磁性制冷机 106

12.6.4 吸附制冷机 106

12.6.5 气波制冷机 106

思考题 107

13 泵 108

13.1 泵的类型及应用 108

13.1.1 泵的类型 108

13.1.2 泵的应用 109

13.2 离心泵 109

13.2.1 离心泵的基本结构与工作原理 109

13.2.2 离心泵的操作与调节 112

13.2.3 相似理论在离心泵中的应用 119

13.2.4 离心泵的主要零部件 122

13.2.5 离心泵的选型 123

13.3 其它形式叶片式泵 130

13.3.1 轴流泵和混流泵 130

13.3.2 旋涡泵 131

13.4 容积式泵 132

13.4.1 概述 132

13.4.2 往复泵 134

13.4.3 转子泵 135

13.5 计量泵 137

13.6 真空泵 138

13.6.1 真空泵的性能指标 138

13.6.2 各类真空泵的工作范围及特征 139

13.6.3 真空泵的选型 139

思考题 140

14 离心机 141

14.1 离心分离的基本知识 141

14.1.1 离心力场的基本特性 141

14.1.2 离心机的分类 145

14.1.3 原料液的特性 146

14.1.4 原料液的预处理 147

14.2 过滤式离心机 148

14.2.1 各种过滤式离心机的特点及应用 148

14.2.2 过滤式离心机的生产能力 151

14.3 沉降式离心机 151

14.3.1 各种沉降式离心机的特点及应用 151

14.3.2 沉降式离心机的生产能力 152

14.4 分离机 153

14.4.1 各种分离机的特点及应用 153

14.4.2 分离机的生产能力 157

14.5 离心机功率的确定 157

14.6 离心机的主要零部件 157

14.6.1 转鼓 157

14.6.2 过滤式离心机滤网 158

14.6.3 主轴及支承 158

14.7 离心机的选型 158

14.7.1 离心机型号的编制 158

14.7.2 选型原则 158

14.7.3 选型指南 160

14.8 其它形式的分离机械 164

14.8.1 旋液分离器 164

14.8.2 重力过滤机 164

14.8.3 加压过滤机 164

14.8.4 真空过滤机 165

思考题 165

15 过程机器的安全可靠性 166

15.1 高速转子轴的临界转速 166

15.1.1 转轴的临界转速 166

15.1.2 临界转速的计算 166

15.2 机器的振动及隔振 167

15.2.1 隔振的基本原理 167

15.2.2 隔振器及其布置 168

15.3 高速转盘和转鼓的强度 170

15.3.1 高速转盘的强度 170

15.3.2 高速转鼓的强度 171

15.4 机器的故障诊断 172

15.5 流体密封技术 174

15.5.1 往复运动式轴密封 174

15.5.2 旋转式轴密封 175

15.5.3 干气密封 178

15.5.4 浮环密封装置 179

思考题 180

参考文献 181