过程设备设计与选型基础 第3版PDF电子书下载

绪论 1

第1章 工程力学基础 4

1.1 物体的受力分析及其平衡条件 4

1.1.1 力的概念和基本性质 4

1.1.2 力矩与力偶 6

1.1.3 约束反力 7

1.1.4 受力图 9

1.1.5 力系的简化 10

1.1.6 平面一般力系的平衡方程式 12

1.2 直杆的拉伸和压缩 16

1.2.1 工程实例 17

1.2.2 拉伸和压缩时横截面上的内力 17

1.2.3 拉伸和压缩时杆件的应力 18

1.2.4 轴向拉压时的变形及胡克定律 20

1.2.5 拉伸和压缩时材料的力学性能 21

1.2.6 拉伸和压缩的强度条件 25

1.3 剪切与挤压 27

1.3.1 剪切的概念 27

1.3.2 剪切与挤压的实用计算 27

1.3.3 剪切变形和剪切胡克定律 30

1.4 圆轴的扭转 30

1.4.1 圆轴扭转的实例和概念 30

1.4.2 外力偶矩和扭矩的计算 30

1.4.3 圆轴扭转时的应力 33

1.4.4 圆轴扭转的强度条件 36

1.4.5 圆轴的扭转变形与刚度条件 36

1.5 梁的平面弯曲 38

1.5.1 弯曲的概念和实例 38

1.5.2 梁横截面上的内力——剪力和弯矩 39

1.5.3 剪力图和弯矩图 40

1.5.4 纯弯曲时梁横截面上的正应力 42

1.5.5 简单截面图形的惯性矩和抗弯截面模量 45

1.5.6 弯曲正应力强度条件 46

1.5.7 梁的弯曲变形概述 48

1.5.8 提高梁弯曲强度和刚度的措施 51

1.6 应力分析和组合变形的强度计算 52

1.6.1 应力状态的概念和分类 52

1.6.2 平面应力状态的应力分析 53

1.6.3 广义胡克定律 56

1.6.4 常用的几种强度理论及其应用 57

1.6.5 组合变形的强度计算 59

1.7 压杆稳定 62

1.7.1 压杆稳定的概念 62

1.7.2 细长杆临界压力的确定——欧拉公式 63

1.7.3 压杆的临界应力与临界应力总图 64

1.7.4 提高压杆稳定性的措施 66

1.8 疲劳概述 67

1.8.1 疲劳破坏的特征及原因分析 67

1.8.2 交变应力的特性 67

1.8.3 持久极限 69

习题 72

第2章 过程设备材料选用 82

2.1 工程材料的分类 82

2.2 材料的性能 83

2.2.1 力学性能 83

2.2.2 物理性能 85

2.2.3 化学性能 86

2.2.4 加工工艺性能 86

2.3 过程设备常用材料 87

2.3.1 铁碳合金的组织结构 87

2.3.2 碳素钢 88

2.3.3 合金钢 89

2.3.4 钢材的品种及形状 92

2.3.5 铸铁 92

2.3.6 有色金属及合金 92

2.3.7 非金属材料 94

2.4 金属的热处理 96

2.4.1 热处理的作用 96

2.4.2 热处理三要素 96

2.4.3 常用的热处理方法 97

2.5 金属材料的腐蚀与防腐 97

2.5.1 电化学腐蚀与化学腐蚀 98

2.5.2 全面腐蚀与局部腐蚀 98

2.5.3 应力腐蚀 99

2.6 过程设备材料的基本要求与选用原则 99

2.6.1 压力容器用钢的基本要求 100

2.6.2 过程设备材料的选用 101

习题 102

第3章 压力容器设计基础 103

3.1 压力容器基本结构 103

3.1.1 筒体 103

3.1.2 封头 103

3.1.3 密封装置 104

3.1.4 开孔与接管 104

3.1.5 支座 104

3.1.6 安全附件及仪表 105

3.2 压力容器分类 105

3.2.1 按压力等级分类 105

3.2.2 按容器在生产中的作用分类 105

3.2.3 按安装方式分类 106

3.2.4 按安全技术管理分类 106

3.3 压力容器的安全监察 107

3.3.1 压力容器安全监察制度与监察范围 107

3.3.2 我国压力容器的安全监察法规标准体系 108

3.3.3 常用的压力容器安全监察法规与标准 108

3.4 压力容器零部件的标准化 109

3.4.1 标准化的意义 109

3.4.2 标准化的基本参数 109

3.5 回转薄壳应力分析 111

3.5.1 薄壁圆筒容器及其应力 111

3.5.2 回转薄壳的应力分析 112

3.5.3 无力矩理论在几种典型壳体上的应用 116

3.5.4 边缘应力的概念 120

3.6 内压薄壁圆筒的强度设计 121

3.6.1 内压薄壁圆筒的壁厚设计 121

3.6.2 设计参数 123

3.6.3 耐压试验 125

3.6.4 泄漏试验 127

3.7 外压圆筒设计 128

3.7.1 概述 128

3.7.2 临界压力 129

3.7.3 外压圆筒的工程设计 130

3.7.4 加强圈的设置 137

3.8 封头设计 138

3.8.1 半球形封头 138

3.8.2 椭圆形封头 139

3.8.3 碟形封头 141

3.8.4 球冠形封头 142

3.8.5 锥壳 142

3.8.6 平盖 143

3.9 零部件的设计与选用 144

3.9.1 法兰 144

3.9.2 容器支座 153

3.9.3 容器的开孔与接管 157

3.9.4 安全附件及仪表 161

习题与思考题 163

第4章 机械传动基础 166

4.1 V带传动 166

4.1.1 概述 166

4.1.2 带传动的基本理论 169

4.1.3 V带传动的选用计算 174

4.1.4 V带轮的张紧装置 176

4.2 齿轮传动 178

4.2.1 齿轮传动的特点和类型 178

4.2.2 齿廓啮合基本定律 178

4.2.3 渐开线齿廓 179

4.2.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 181

4.2.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合 183

4.2.6 渐开线齿轮的加工方法和精度选择 184

4.2.7 齿轮的失效形式和齿轮材料 185

4.2.8 标准直齿圆柱齿轮的选用和强度计算 186

4.2.9 斜齿圆柱齿轮传动 188

4.2.10 直齿圆锥齿轮传动 189

4.2.11 齿轮结构 189

4.3 蜗杆传动 191

4.3.1 蜗杆传动的特点和类型 191

4.3.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算 192

4.3.3 蜗杆传动中蜗轮转向判断、失效及材料选择 195

4.3.4 蜗杆和蜗轮的结构 196

4.4 轴与联轴器 197

4.4.1 轴和联轴器的类型 197

4.4.2 轴的计算 197

4.4.3 轴的材料与结构 198

4.4.4 联轴器的类型与性能 201

4.4.5 联轴器的选用 203

4.5 轴承 205

4.5.1 轴承的功用和类型 205

4.5.2 滑动轴承的结构与材料 205

4.5.3 滑动轴承的润滑与验算 208

4.5.4 滚动轴承的结构、类型及代号 210

4.5.5 滚动轴承的选用和组合 214

4.6 轮系与减速器 216

4.6.1 轮系、减速器及其类型 216

4.6.2 定轴轮系 216

4.6.3 周转轮系 219

4.6.4 减速器 221

习题与思考题 224

第5章 储存设备选型 226

5.1 概述 226

5.1.1 储存设备的分类 226

5.1.2 储存介质的性质 226

5.1.3 装量系数 227

5.1.4 环境对储存设备的影响 227

5.2 储罐的结构 228

5.2.1 卧式圆柱形储罐 228

5.2.2 立式平底筒形储罐 229

5.2.3 球形储罐 231

5.3 储存设备的选型 234

5.3.1 选型的基本原则 234

5.3.2 立式平底筒形储罐的选型方法 234

思考题 235

第6章 搅拌设备选型 236

6.1 搅拌的目的 236

6.2 搅拌设备的基本结构 236

6.3 搅拌容器 237

6.3.1 内容器 237

6.3.2 换热元件 239

6.4 搅拌器 240

6.4.1 流型 240

6.4.2 搅拌器的分类 241

6.4.3 典型搅拌器的特征及应用 242

6.4.4 搅拌器的选用 244

6.4.5 搅拌功率的计算 246

6.4.6 搅拌附件 248

6.5 搅拌轴 249

6.6 轴封 250

6.6.1 填料密封 250

6.6.2 机械密封 251

6.6.3 全封闭密封——磁力传动搅拌装置 253

6.7 传动装置 254

6.7.1 电动机的选型 254

6.7.2 减速机选型 255

6.7.3 机架 256

6.8 机械搅拌设备的设计简介 256

6.8.1 设计步骤 256

6.8.2 设计标准简介 257

习题与思考题 257

第7章 换热设备选型 258

7.1 概述 258

7.1.1 过程对换热设备的基本要求 258

7.1.2 换热设备分类及其特点 259

7.2 管壳式换热器 263

7.2.1 基本类型与特点 263

7.2.2 管壳式换热器的结构 265

7.3 换热器设计与选型简介 275

7.3.1 换热器设计 275

7.3.2 换热器选型 277

思考题 278

第8章 塔设备选型 279

8.1 塔设备的分类及总体结构 279

8.1.1 塔设备的分类 279

8.1.2 塔设备的总体结构 282

8.1.3 塔设备的基本要求 282

8.2 填料塔 283

8.2.1 填料 283

8.2.2 填料塔内件的结构 284

8.3 板式塔 290

8.3.1 板式塔的分类 290

8.3.2 板式塔的结构 291

8.3.3 板式塔的比较 294

8.3.4 板式塔塔盘的结构 295

8.4 塔设备的附件 298

8.4.1 除沫器 298

8.4.2 裙座 300

8.5 塔设备的选型 301

8.5.1 填料塔与板式塔的比较 301

8.5.2 塔型选择的一般原则 302

8.5.3 塔设备设计标准的简介 302

思考题 303

附录1型钢参数表 304

附录2钢制压力容器常用材料的许用应力 308

附录3典型管壳式换热器主要参数 315

参考文献 322