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第0章 绪论 1

0.1 过程工业 1

0.2 过程设备的应用及地位 2

0.3 过程设备的特点 2

0.4 过程设备设计的基本要求 4

0.5 过程设备基本组成 6

0.6 过程设备的分类 7

0.7 过程设备失效形式与设计准则 9

0.7.1 过程设备失效形式 9

0.7.2 过程设备失效设计准则 9

0.8 过程设备规范标准介绍 10

0.8.1 行政法规 10

0.8.2 安全技术规范 11

0.8.3 引用标准 11

0.9 本课程的主要内容 12

第1章 过程设备图样绘制基础知识 14

1.1 制图的基本规定 14

1.1.1 图纸幅面和图框格式（GB/T14689—1993） 14

1.1.2 比例 16

1.1.3 字体 16

1.1.4 过程设备图样的布局 16

1.2 过程设备图样的基本内容 18

1.2.1 过程设备图样基本内容概述 18

1.2.2 过程设备图样在图幅上排列原则 22

1.2.3 标题栏及明细栏 24

1.2.4 图样中的其他表格 27

1.2.5 过程设备装配图的技术要求 35

1.3 过程设备图的视图表达和绘制 38

1.3.1 过程设备图的基本内容 38

1.3.2 过程设备图的视图特点 40

1.4 过程设备图的焊接结构及其表达 45

1.4.1 过程设备的焊接结构 45

1.4.2 接头的坡口形式 46

1.4.3 过程设备图中焊缝的画法和标注 47

1.4.4 焊接接头设计原则 48

1.4.5 焊接接头结构设计注意事项 48

1.4.6 过程设备常用焊接结构 49

第2章 过程设备常用材料 55

2.1 过程设备常用材料简介 55

2.1.1 材料常用性能 55

2.1.2 钢的热处理 56

2.1.3 金属材料 57

2.1.4 非金属材料 62

2.2 过程设备常用材料 63

2.2.1 过程设备常用钢材 63

2.2.2 钢板 65

2.2.3 钢管 66

2.2.4 锻件 68

2.2.5 螺柱和螺母 69

2.2.6 焊接材料 70

2.3 过程设备材料的选择 74

2.3.1 选用材料的一般原则 74

2.3.2 其他选材原则 77

2.3.3 选材举例 78

第3章 过程设备设计基础理论 81

3.1 过程设备设计基础知识 81

3.1.1 标准化的基本参数 81

3.1.2 设计参数的确定 82

3.1.3 容器的厚度和最小厚度 87

3.1.4 许用应力 89

3.1.5 压力试验及其强度校核 89

3.2 圆筒的强度设计 92

3.2.1 内压薄壁圆筒的强度设计 92

3.2.2 外压圆筒和管子强度设计 94

3.3 封头的强度设计 101

3.3.1 内压凸形封头的强度设计 101

3.3.2 锥形封头 102

3.3.3 外压凸形封头的设计 103

3.3.4 平板封头 104

3.3.5 封头的选择 105

3.4 设备开孔及开孔补强 105

3.4.1 开孔补强形式与结构 106

3.4.2 等面积补强设计方法 108

3.5 设备法兰 110

3.5.1 法兰的结构与类型 110

3.5.2 法兰的压紧面与结构 112

3.5.3 设备法兰标准及选用 114

3.6 容器支座 120

3.6.1 卧式容器支座 120

3.6.2 立式容器支座 122

3.7 安全泄放装置 124

3.7.1 物理超压时容器的安全泄放量 124

3.7.2 安全阀的排放面积计算及选用 125

3.7.3 爆破片排放面积的计算与选用 127

3.8 设备附件 132

3.8.1 接口管 132

3.8.2 凸缘 132

3.8.3 手孔与人孔 132

3.8.4 视镜 133

第4章 换热器设计 135

4.1 概述 135

4.2 设计方案的确定 135

4.2.1 列管式换热器型式的选择 136

4.2.2 流程的选择 136

4.2.3 流速的选择 137

4.2.4 加热剂、冷却剂的选用 137

4.2.5 适宜出口温度的确定 138

4.2.6 流体阻力的计算 139

4.2.7 换热管规格和排列方式 140

4.2.8 折流挡板 140

4.3 设计计算 141

4.3.1 传热速率基本方程 141

4.3.2 管程数 141

4.3.3 壳体直径计算 142

4.3.4 壳体厚度计算 142

4.3.5 折流板 143

4.3.6 拉杆与定距管 144

4.3.7 旁路挡板、防冲板 145

4.3.8 管箱 145

4.3.9 管板 146

4.3.10 鞍座 147

4.3.11 膨胀节 148

4.3.12 管子在管板上的固定 148

4.3.13 管心距 149

4.3.14 接管 150

4.3.15 壳体与管板的连接结构 150

4.4 换热器设计举例 151

4.4.1 工艺设计计算 151

4.4.2 强度设计计算 158

第5章 塔设备设计 174

5.1 概述 174

5.2 板式塔结构设计 175

5.2.1 整块式塔盘 175

5.2.2 分块式塔盘 178

5.2.3 塔盘板的结构尺寸 180

5.2.4 降液管 183

5.2.5 受液盘 186

5.2.6 溢流堰及进口堰 187

5.3 填料塔结构设计 187

5.3.1 液体分布装置 188

5.3.2 液体再分布装置 195

5.3.3 填料支撑装置 197

5.3.4 填料压板和床层限制板 202

5.4 辅助装置及附件 203

5.4.1 裙座 203

5.4.2 地脚螺栓 205

5.4.3 梯子 206

5.4.4 排气管 207

5.4.5 引出管通道 207

5.4.6 丝网除沫器 208

5.4.7 进出料接管 210

5.5 塔设备机械设计举例 212

5.5.1 选择塔体和裙座材料 212

5.5.2 计算筒体、封头壁厚和裙座壁厚 212

5.5.3 载荷计算 213

5.5.4 各种载荷产生的轴向应力计算 215

5.5.5 塔体强度及轴向稳定性验算 216

5.5.6 裙座的强度及稳定性验算 216

5.5.7 水压试验时塔的强度和稳定性验算 217

5.5.8 基础环设计 218

5.5.9 地脚螺栓强度设计 219

第6章 搅拌反应釜设计 220

6.1 概述 220

6.2 罐体的尺寸确定及结构选型 220

6.2.1 罐体的长径比 221

6.2.2 搅拌罐装料量 221

6.3 顶盖的结构及强度计算 222

6.3.1 顶盖 222

6.3.2 底座结构 223

6.4 传热部件的结构及强度计算 224

6.4.1 夹套 224

6.4.2 蛇管 229

6.5 工艺接管及其他零部件 232

6.5.1 加料管 232

6.5.2 压出管 233

6.5.3 温度计套管 234

6.5.4 保温视镜 234

6.5.5 视镜、人孔、手孔及开孔补强 235

6.5.6 支座 235

6.5.7 安全装置 235

6.5.8 搅拌轴设计 236

6.5.9 传动装置 236

6.5.10 轴封装置 237

6.6 搅拌设备的传热方式 237

6.7 搅拌器的功率 239

6.7.1 影响搅拌器功率的因素 239

6.7.2 均相系搅拌的搅拌器功率 240

6.8 搅拌反应釜机械设计举例 244

第7章 过程设备技术文件编制 249

7.1 过程设备工艺条件图 249

7.2 过程设备设计常用标准 251

7.2.1 过程设备设计常用标准和规范 251

7.2.2 国外主要规范简介 252

7.3 过程设备技术文件 253

7.3.1 按照设计阶段分类 254

7.3.2 按照文件的内容分类 254

7.3.3 设计文件的组成 255

7.4 过程设备图面技术要求与基本内容 256

7.4.1 图面技术要求的一般内容 256

7.4.2 过程设备图的基本内容 259

参考文献 260

附录 263

附录1椭圆形封头 263

附录2甲型平焊法兰 264

附录3补强圈 265

附录4人孔型式、基本参数和尺寸 267

附录5手孔型式、基本参数和尺寸 268

附录6甲型、乙型法兰最大允许工作压力 269

附录7过程设备设计常用标准 270

附录8过程装备常见术语中英文对照 271

附录9过程设备设计常用网址 275

附录10过程设备常用材料许用应力 276