第1篇 力学基础 2
第1章 刚体受力分析及平衡规律 2
1.1力的概念及其性质 2
1.1.1力的概念 2
1.1.2力的基本性质 2
1.2刚体的受力分析 3
1.2.1约束与约束反力 3
1.2.2常见的约束类型 4
1.2.3物体的受力分析和受力图 5
1.3平面汇交力系的简化与平衡 6
1.3.1平面汇交力系的简化（解析法） 6
1.3.2平面汇交力系的平衡条件 7
1.4力矩、力偶、力的平移定理 7
1.4.1力矩 8
1.4.2力偶与力偶矩 8
1.4.3力的平移定理 9
1.5平面一般力系的简化与平衡 9
1.5.1平面一般力系的简化 9
1.5.2平面一般力系的平衡条件 9
1.5.3固定端约束的受力分析 10
习题 11
第2章 制药设备常用金属的力学性能 13
2.1弹性变形与内力 13
2.1.1变形与内力的概念 13
2.1.2直杆受拉（压）时的内力 13
2.1.3受拉（压）直杆内的应力 15
2.1.4直杆受拉（压）时的变形 17
2.2材料的力学性能 18
2.2.1拉伸试验 18
2.2.2压缩试验 21
2.2.3冲击试验 22
2.2.4硬度试验 23
2.2.5弯曲试验 24
习题 24
第3章 拉压、弯曲、扭转 26
3.1受拉（压）直杆的强度计算 26
3.1.1受拉（压）直杆的材料力学原理 26
3.1.2强度条件的建立与许用应力的确定 27
3.1.3剪切变形与剪力 30
3.2弯曲变形 34
3.2.1弯曲概念与梁的分类 34
3.2.2梁的内力分析 36
3.2.3纯弯曲时梁的正应力及正应力强度条件 38
3.2.4直梁弯曲时的切应力 43
3.2.5梁的刚度校核 44
3.3扭转 45
3.3.1扭转变形的概念 45
3.3.2扭转时所受外力分析与计算 45
3.3.3纯剪切、角应变、剪切胡克定律 46
3.3.4圆轴在外力偶作用下的变形与内力 47
3.3.5圆轴扭转时的强度条件与刚度条件 50
习题 51
第2篇 材料基础 56
第4章 制药设备材料及选择 56
4.1概述 56
4.2材料的性能 56
4.2.1力学性能 56
4.2.2物理性能 57
4.2.3化学性能 57
4.2.4加工工艺性能 58
4.3金属材料 58
4.3.1金属材料的分类及牌号 59
4.3.2碳钢与铸铁 59
4.3.3低合金钢及化工设备用特种钢 61
4.3.4有色金属材料 67
4.3.5非金属材料 69
4.3.6制药设备的腐蚀及防腐措施 71
4.3.7制药设备材料的选择 74
习题 74
第3篇 容器基础 76
第5章 容器设计基本知识 76
5.1容器的分类与结构 76
5.1.1容器的分类 76
5.1.2容器的结构 77
5.1.3压力容器类别 77
5.2容器零部件的标准化 79
5.2.1标准化的意义 79
5.2.2标准化的基本参数 80
5.3压力容器规范 81
5.3.1压力容器相关的法规和标准 81
5.3.2我国压力容器常用法规和标准 82
5.3.3容器设计基本要求 84
习题 85
第6章 内压薄壁容器 86
6.1薄膜理论 86
6.1.1薄壁容器及其应力特点 86
6.1.2基本概念与基本假设 87
6.1.3平衡方程式 89
6.2薄膜理论的应用 91
6.2.1应用范围 91
6.2.2受气体内压的圆筒形壳体 91
6.2.3受气体内压的球形壳体 92
6.2.4受气体内压的椭圆形封头 92
6.2.5受气体内压的锥形壳体 94
6.3内压圆筒边缘应力 94
6.3.1边缘应力的概念 94
6.3.2边缘应力的特点 94
6.3.3对边缘应力的处理 95
6.4内压薄壁圆筒与封头的强度设计 95
6.4.1强度设计的基本知识 95
6.4.2内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计 95
6.4.3内压圆筒封头的设计 99
6.5内压容器的强度校核 103
6.5.1压力试验 103
6.5.2强度校核 104
习题 105
第7章 外压容器 106
7.1概述 106
7.1.1外压容器的失稳 106
7.1.2失稳形式的分类 106
7.2临界压力 107
7.2.1概念及影响因素 107
7.2.2外压圆筒分类 107
7.2.3临界压力的理论计算公式 108
7.2.4临界长度和计算长度 108
7.3外压圆筒设计 109
7.3.1设计准则 109
7.3.2外压圆筒壁厚设计 110
7.3.3外压容器的试压 113
7.4外压凸形封头设计 114
7.4.1半球形封头 114
7.4.2碟形和椭圆形封头 114
7.5外压圆筒加强圈的设计 114
7.5.1加强圈的结构与作用 114
7.5.2加强圈的间距 115
7.5.3加强圈的尺寸设计 115
7.5.4加强圈的设置 115
习题 117
第8章 容器零部件 118
8.1法兰连接 118
8.1.1法兰连接结构与密封 118
8.1.2法兰结构与分类 119
8.1.3影响法兰密封的因素 120
8.1.4法兰标准及选用 122
8.2容器支座 126
8.2.1卧式容器支座 126
8.2.2立式容器支座 128
8.3容器的开孔补强 132
8.3.1应力集中 132
8.3.2开孔补强设计的原则、形式与结构 132
8.4容器附件 135
8.4.1接管 135
8.4.2凸缘 135
8.4.3手孔与人孔 135
8.4.4视镜 136
习题 137
第4篇 设备基础 139
第9章 管壳式换热器 139
9.1概述 139
9.1.1管壳式换热器的结构与分类 139
9.1.2管壳式换热器的型号 142
9.1.3管壳式换热器的设计 143
9.2管壳式换热器结构 148
9.2.1管子 148
9.2.2管板 150
9.2.3附属板件 152
9.2.4温差应力 153
9.2.5管箱与壳程接管 157
9.3管壳式换热器强度计算 157
习题 160
第10章 塔类制药设备设计 161
10.1塔设备概述 161
10.2塔设备结构 161
10.2.1塔体与裙座 162
10.2.2板式塔结构 166
10.2.3填料塔结构 168
10.3塔类制药设备设计举例 173
10.3.1设计条件 174
10.3.2塔体强度计算 175
10.3.3各种载荷引起的应力 178
10.3.4筒体壁厚校核 179
10.3.5附件 180
习题 183
第11章 带搅拌器的制药设备设计 184
11.1概述 184
11.1.1搅拌操作的目的 184
11.1.2搅拌操作分类 184
11.1.3机械搅拌设备工作原理 184
11.1.4搅拌设备的基本结构 185
11.2搅拌釜 186
11.2.1结构 186
11.2.2几何尺寸的确定 186
11.2.3换热元件 187
11.3搅拌器的形式与选型 188
11.3.1流型 189
11.3.2搅拌器的分类 189
11.3.3典型搅拌器的特征及应用 190
11.3.4搅拌器的选用 192
11.4搅拌器的功率 194
11.4.1搅拌器功率和搅拌作业功率 194
11.4.2搅拌器功率的影响因素及计算 194
11.4.3搅拌作业功率 196
11.5传动装置及搅拌轴 197
11.5.1传动装置 197
11.5.2搅拌轴设计 199
11.6轴封 201
11.6.1填料密封 201
11.6.2机械密封 202
11.6.3全封闭密封——磁力搅拌装置 203
习题 203
参考文献 204