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绪论 1

1 压力容器导言 8

1.1压力容器总体结构 8

1.1.1压力容器基本组成 8

1.1.2压力容器零部件间的焊接 10

1.2压力容器分类 10

1.2.1介质危害性 11

1.2.2压力容器分类 12

1.3压力容器规范标准 14

1.3.1国外主要规范标准简介 15

1.3.2国内主要规范标准介绍 16

思考题 20

2 压力容器应力分析 21

2.1载荷分析 21

2.1.1载荷 21

2.1.2载荷工况 22

2.2回转薄壳应力分析 23

2.2.1薄壁圆筒的应力 23

2.2.2回转薄壳的无力矩理论 24

2.2.3无力矩理论的基本方程 26

2.2.4无力矩理论的应用 29

2.2.5回转薄壳的不连续分析 33

2.3厚壁圆筒应力分析 39

2.3.1弹性应力 39

2.3.2弹塑性应力 46

2.3.3屈服压力和爆破压力 49

2.3.4提高屈服承载能力的措施 51

2.4平板应力分析 52

2.4.1概述 52

2.4.2圆平板对称弯曲微分方程 53

2.4.3圆平板中的应力 56

2.4.4承受轴对称载荷时环板中的应力 60

2.5壳体屈曲分析 60

2.5.1概述 60

2.5.2均布轴压圆筒的临界应力 62

2.5.3周向受外压圆筒的临界压力 63

2.5.4其他回转薄壳的临界压力 64

2.5.5壳体许用临界载荷 65

2.5.6壳体屈曲数值模拟方法 65

2.6典型局部应力 66

2.6.1概述 66

2.6.2受内压壳体与接管连接处的局部应力 66

2.6.3降低局部应力的措施 69

思考题 70

习题 71

3 压力容器材料及环境和时间对其性能的影响 73

3.1压力容器材料 73

3.1.1压力容器常用钢材 73

3.1.2有色金属和非金属 75

3.2压力容器制造工艺对钢材性能的影响 76

3.2.1塑性变形 76

3.2.2焊接 78

3.2.3热处理 81

3.3环境对压力容器用钢性能的影响 82

3.3.1温度 83

3.3.2介质 87

3.3.3加载速率 91

3.4压力容器材料选择 91

3.4.1压力容器用钢的基本要求 91

3.4.2压力容器钢材的选择 93

思考题 95

4 压力容器设计 96

4.1概述 96

4.1.1设计要求 96

4.1.2设计文件 96

4.1.3设计条件 97

4.2设计准则 98

4.2.1压力容器失效 98

4.2.2强度失效设计准则 101

4.2.3刚度失效设计准则 104

4.2.4屈曲失效设计准则 104

4.2.5泄漏失效设计准则 104

4.3常规设计 105

4.3.1概述 105

4.3.2圆筒设计 107

4.3.3封头设计 124

4.3.4密封装置设计 134

4.3.5开孔和开孔补强设计 157

4.3.6支座和检查孔 163

4.3.7超压泄放装置 165

4.3.8焊接结构设计 168

4.3.9耐压试验 174

4.3.10泄漏试验 175

4.4分析设计 176

4.4.1概述 176

4.4.2压力容器的应力分类 178

4.4.3应力强度计算 181

4.4.4应力强度限制 183

4.4.5分析设计的应用 186

4.5疲劳分析 187

4.5.1概述 187

4.5.2低循环疲劳曲线 187

4.5.3压力容器的疲劳设计 191

4.5.4影响疲劳寿命的其他因素 194

4.6压力容器设计技术进展 194

4.6.1可靠性设计 194

4.6.2优化设计 195

4.6.3基于失效模式设计 195

思考题 196

习题 196

5 储运设备 198

5.1概述 198

5.1.1储存介质的性质 198

5.1.2装量系数 198

5.1.3环境对储存设备的影响 199

5.2储罐的结构 199

5.2.1卧式圆柱形储罐 199

5.2.2立式平底筒形储罐 200

5.2.3球形储罐 203

5.2.4低温储槽 207

5.3卧式储罐设计 208

5.3.1支座结构及布置 208

5.3.2设计计算 210

5.4移动式压力容器 221

5.4.1汽车罐车 221

5.4.2长管拖车 224

思考题 225

习题 225

6 换热设备 226

6.1概述 226

6.1.1换热设备的应用 226

6.1.2换热设备分类及其特点 226

6.1.3换热器选型 235

6.1.4换热器相关技术发展动向 236

6.2管壳式换热器 237

6.2.1基本类型 237

6.2.2管壳式换热器结构 239

6.2.3管板设计 248

6.2.4膨胀节设计 251

6.2.5管束振动和防止 251

6.2.6设计方法 254

6.3传热强化技术 255

6.3.1传热强化概述 255

6.3.2扩展表面及内插件强化传热 257

6.3.3壳程强化传热 261

思考题 263

7 塔设备 264

7.1概述 264

7.1.1塔设备的应用 264

7.1.2塔设备的选型 264

7.2填料塔 267

7.2.1填料 267

7.2.2填料塔内件的结构设计 271

7.3板式塔 279

7.3.1板式塔的分类 279

7.3.2板式塔的结构 279

7.3.3板式塔塔盘的结构 284

7.4塔设备的附件 293

7.4.1除沫器 293

7.4.2裙座 294

7.4.3吊柱 296

7.5塔的强度设计 296

7.5.1塔的固有周期 297

7.5.2塔的载荷分析 300

7.5.3筒体的强度及稳定性校核 307

7.5.4裙座的强度及稳定性校核 308

7.6塔设备的振动 310

7.6.1风的诱导振动 310

7.6.2塔设备的防振 313

思考题 313

8 反应设备 315

8.1概述 315

8.1.1反应设备的应用 315

8.1.2反应设备的分类与特征 315

8.1.3常见反应设备的特点 316

8.2机械搅拌反应设备 320

8.2.1基本结构 320

8.2.2搅拌容器 321

8.2.3搅拌器 324

8.2.4搅拌轴设计 333

8.2.5密封装置 337

8.2.6传动装置 342

8.2.7机械搅拌设备技术进展 344

8.3微反应器 346

8.3.1概述 346

8.3.2微/纳反应器 347

8.3.3微反应器的加工制造 348

8.3.4微反应器的发展前景 352

思考题 352

习题 352

附录A 压力容器设计常用标准 354

附录B 过程设备设计图样的表达特点和设计实例 358

附录C 中英文术语对照 369

附录D 压力容器材料 373

附录E 过程设备设计常用网址 381

参考文献 382