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绪论 1

第一节 过程工业与工艺过程 1

第二节 过程工业的技术特性 1

第三节 过程机械及其特征 2

第四节 过程机械的构成 3

第一篇 容器 7

第一章 压力容器设计概述 7

第一节 压力容器及其分类 7

一、压力容器及其构成 7

二、压力容器的分类 7

第二节 压力容器的设计要求 8

第三节 压力容器材料及选择 9

一、压力容器用钢 9

二、对压力容器用钢的要求 9

三、压力容器用钢的选择 11

第四节 压力容器规范简介 11

一、国外压力容器规范 12

二、我国压力容器规范 12

参考文献 13

第二章 压力容器应力分析 15

第一节 中低压容器应力分析 15

一、压力容器的薄膜应力 15

二、压力容器的边缘应力 20

第二节 圆筒形高压容器应力分析 23

一、弹性应力分析 23

二、弹塑性应力分析 25

三、温差应力分析 28

四、机械应力与热应力的综合应力 30

第三节 圆形平盖封头应力分析 30

一、定解方程及求解 31

二、变形及应力分布特点 34

第四节 压力容器局部应力分析 36

一、局部应力及分析方法 36

二、平板开小孔的应力集中 36

三、压力容器开小孔的应力集中 40

四、压力容器开孔接管的应力集中 41

参考文献 43

第三章 压力容器常规设计 44

第一节 圆柱形筒体的强度设计 44

第二节 压力容器封头的强度设计 46

一、半球形封头 46

二、椭圆形封头 47

三、碟形封头 48

四、球冠形封头 49

五、锥形封头 50

六、平盖封头 51

第三节 法兰连接及密封设计 53

一、法兰密封及失效 53

二、法兰密封设计 56

三、法兰强度设计 64

第四节 开孔接管及补强设计 66

一、补强结构与设计规则 67

二、等面积补强设计 68

第五节 容器支座的结构与选型 70

一、悬挂式支座 71

二、支承式支座 72

三、鞍式支座 73

第六节 外压容器稳定性设计 74

一、圆环的稳定性分析 74

二、圆柱形筒体的稳定性分析 76

三、外压圆筒的设计计算 78

四、外压封头的设计计算 82

五、加强圈设计 83

第七节 设计参数及压力试验 86

一、设计参数 86

二、压力试验 89

参考文献 91

第四章 压力容器分析设计 92

第一节 分析设计概述 92

一、常规设计的局限性 92

二、分析设计的基本思想 93

三、分析设计与常规设计规范比较 93

第二节 应力特性 94

一、薄壁容器 95

二、厚壁容器 95

三、平盖封头 97

四、壳体不连续区 97

五、容器支座区 99

六、容器接管区 99

七、容器热应力 100

第三节 应力分类 101

一、一些相关术语 101

二、一次应力 102

三、二次应力 102

四、峰值应力 103

第四节 应力评定 104

一、应力强度 104

二、应力强度设计限制 107

三、极限载荷设计概念 108

四、结构安定性概念 112

五、疲劳分析设计准则 113

参考文献 115

第五章 高压容器设计 116

第一节 高压容器设计概述 116

一、高压容器结构特点 116

二、高压容器材料特点 116

三、高压容器筒体构造型式 117

第二节 高压圆筒的强度设计 120

一、高压圆筒强度设计准则 120

二、单层高压圆筒的强度计算 122

三、多层高压圆筒的强度计算 124

第三节 高压容器的密封结构 124

一、强制式密封 125

二、自紧式密封 126

三、高压管道密封 128

第四节 高压容器的自增强技术 129

一、自增强技术原理 129

二、自增强处理压力 129

三、自增强处理应力 130

四、自增强处理半径 131

五、自增强处理方法 131

参考文献 132

第六章 球形储罐设计 133

第一节 概述 133

一、球罐的特点 133

二、球罐的类型 133

三、球罐的设计内容 134

第二节 球壳设计 135

一、橘瓣式球壳的设计 135

二、足球瓣式和混合式球壳设计 137

三、球壳的强度设计 138

第三节 支座设计 138

一、赤道正切柱式支座设计 139

二、其他形式的支座结构 141

第四节 球罐的抗震结构设计 145

一、球罐抗震结构设计的一般要求 145

二、球罐抗震设计的方法与措施 145

参考文献 148

第二篇 机器 151

第七章 压缩机 151

第一节 压缩机的类型及应用 151

一、压缩机的分类及比较 151

二、压缩机的应用 154

第二节 往复活塞式压缩机 155

一、往复活塞式压缩机基本原理 155

二、往复活塞式压缩机的调节与控制 167

三、往复活塞式压缩机的典型结构及零部件 170

四、往复活塞式压缩机的选型 177

第三节 离心式压缩机 180

一、离心式压缩机基本原理 180

二、离心式压缩机的工作特性及调节 190

三、相似理论在离心式压缩机中的应用 193

四、离心式压缩机主要零部件 195

五、离心式压缩机的选型 196

第四节 其他压缩机 199

一、螺杆式压缩机 199

二、单螺杆式压缩机 200

三、滚动活塞式压缩机 201

四、滑片式压缩机 201

五、液环式压缩机 201

六、涡旋式压缩机 202

七、轴流式压缩机 202

八、轴流离心混合式压缩机 203

参考文献 203

第八章 风机 204

第一节 风机的类型及性能参数 204

一、风机的类型 204

二、风机的性能参数 204

第二节 离心式风机 208

一、离心式风机的工作原理 208

二、离心式风机的工作特性及调节 209

三、相似理论在离心式风机中的应用 213

四、离心式风机的主要零部件 215

五、离心式风机的选型 216

第三节 轴流式风机 218

一、轴流式风机的结构及工作原理 218

二、轴流式风机的特点及性能曲线 220

三、轴流式风机的调节 221

四、轴流式风机的选型 221

第四节 其他型式的风机 222

一、罗茨鼓风机与叶氏鼓风机 222

二、横流式通风机 224

三、筒形离心式风机 224

参考文献 225

第九章 制冷机 226

第一节 概述 226

一、制冷机的基本原理及分类 226

二、制冷剂和载冷剂 226

三、润滑油 227

第二节 活塞式制冷机 228

一、活塞式制冷机的压缩循环 228

二、活塞式制冷机制冷循环的工作参数 230

三、活塞式制冷压缩机的选型指南 231

四、活塞式制冷机的制冷热交换设备 235

五、活塞式制冷机的辅机系统 235

六、活塞式制冷机组 241

第三节 螺杆式制冷机 242

一、螺杆式制冷压缩机的性能参数及调节 243

二、螺杆式制冷机的形式及参数 244

三、螺杆式制冷机的选型指南 246

第四节 离心式制冷机 248

一、离心式制冷机的特点及应用 248

二、离心式制冷机的基本组成和制冷循环 248

三、离心式制冷机的选型指南 250

第五节 吸收式制冷机 252

一、溴化锂吸收式制冷机 253

二、氨-水吸收式制冷机 257

第六节 其他形式的低温制冷机 258

一、斯特林制冷机 258

二、维勒米尔制冷机 258

三、磁性制冷机 259

四、吸附制冷机 259

五、气波制冷机 259

参考文献 260

第十章 泵 261

第一节 泵的类型及应用 261

一、泵的类型 261

二、泵的应用 262

第二节 离心泵 262

一、离心泵的基本结构与工作原理 262

二、离心泵的操作与调节 266

三、相似理论在离心泵中的应用 271

四、离心泵的主要零部件 276

五、离心泵的选型 277

第三节 其他形式叶片式泵 285

一、轴流泵和混流泵 285

二、旋涡泵 286

第四节 容积式泵 287

一、概述 287

二、往复泵 288

三、转子泵 290

第五节 计量泵 292

第六节 真空泵 293

一、真空泵的性能指标 293

二、各类真空泵的工作范围及特征 294

三、真空泵的选型 295

参考文献 295

第十一章 离心机 296

第一节 离心分离的基本知识 296

一、离心力场的基本特性 296

二、离心机的分类 299

三、原料液的特性 300

四、原料液的预处理 301

第二节 过滤式离心机 302

一、各种过滤式离心机的特点及应用 302

二、过滤式离心机的生产能力 305

第三节 沉降式离心机 306

一、各种沉降式离心机的特点及应用 306

二、沉降式离心机的生产能力 307

第四节 分离机 308

一、各种分离机的特点及应用 308

二、分离机的生产能力 312

第五节 离心机功率的确定 312

第六节 离心机的主要零部件 313

一、转鼓 313

二、过滤式离心机滤网 313

三、主轴及支承 314

第七节 离心机的选型 314

一、离心机型号的编制 314

二、选型原则 314

三、选型指南 316

第八节 其他形式的分离机械 319

一、旋液分离器 319

二、重力过滤机 320

三、加压过滤机 320

四、真空过滤机 320

参考文献 320

第十二章 过程机器的安全可靠性 321

第一节 高速转子轴的临界转速 321

一、转轴的临界转速 321

二、临界转速的计算 321

第二节 机器的振动及隔振 322

一、隔振的基本原理 322

二、隔振器及其布置 323

第三节 高速转盘和转鼓的强度 325

一、高速转盘的强度 325

二、高速转鼓的强度 325

第四节 机器的故障诊断 326

第五节 流体密封技术 329

一、往复运动式轴密封 329

二、旋转式轴密封 329

三、干气密封 334

四、浮环密封装置 335

参考文献 336

第三篇 设备 339

第十三章 塔设备 339

第一节 概述 339

一、塔设备的作用和类型 339

二、塔型比较及选择 339

三、对塔设备的要求 339

第二节 板式塔 340

一、设计内容 340

二、总体结构及分类 341

三、塔盘结构 341

第三节 填料塔 353

一、设计内容 353

二、总体结构 353

三、填料类型及选用 353

四、液体的分布装置和液体再分布装置 358

五、填料的支承装置 363

六、填料压板和床层限制板 364

第四节 辅助装置及附件 365

一、裙座 365

二、除沫器 366

三、接管 366

四、吊柱 371

参考文献 372

第十四章 搅拌反应设备 373

第一节 概述 373

一、反应器类型 373

二、搅拌反应器应用实例 374

第二节 典型搅拌反应器 374

一、总体结构 374

二、设计内容及步骤 375

第三节 釜体与传热装置 376

一、釜体设计 376

二、传热装置设计 377

第四节 搅拌器及附件的设计 383

一、搅拌器的功能 383

二、典型搅拌器 385

三、搅拌器附件 388

四、搅拌器选型 389

五、搅拌器转速 391

六、搅拌器功率 391

七、搅拌器的强度计算 395

第五节 搅拌轴设计 397

一、按强度计算轴径 397

二、按扭转刚度计算轴径 398

三、按径向位移计算轴径 398

四、按临界转速计算轴径 398

第六节 传动装置 401

一、电机的基本特性及选用 401

二、减速机 403

三、联轴器 403

第七节 轴封装置 407

一、填料密封 407

二、机械密封 410

三、机械密封和填料密封的比较 412

参考文献 413

第十五章 换热器 414

第一节 概述 414

一、换热器的应用 414

二、换热器的类型 414

三、换热器的选型 415

第二节 管壳式换热器 416

一、基本类型 416

二、管壳式换热器的结构设计 419

第三节 膨胀节设计 432

一、膨胀节的结构及设计要求 432

二、膨胀节的选材及热处理 433

第四节 热管及热管换热器 433

一、热管简介 433

二、热管换热器 435

参考文献 438