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绪论1

0.1 压力容器的组成1

0.2 压力容器的分类2

0.3 压力容器设计的基本要求4

0.4 压力容器常用规范5

0.4.1 美国ASME规范5

0.4.2 国内主要规范标准简介6

思考题7

第1章 化工设备常用材料8

1.1 金属材料的基本性能8

1.2 压力容器用钢的基本要求9

1.3 压力容器的常用钢材10

1.3.1 碳素结构钢10

1.3.2 压力容器用碳素钢和低合金结构钢11

1.3.3 低温压力容器用低合金钢钢板12

1.3.4 不锈钢13

1.3.5 管材用钢14

1.4 有色金属及合金14

1.4.1 铝及铝合金15

1.4.2 铜及铜合金15

1.4.3 钛及其合金15

1.4.4 铅及其合金15

1.5 常用非金属材料16

1.5.1 无机非金属材料16

1.5.2 有机非金属材料17

1.5.3 非金属复合材料18

思考题19

第2章 压力容器设计基础20

2.1 概述20

2.1.1 压力容器设计要求20

2.1.2 压力容器设计方法20

2.1.3 压力容器设计条件21

2.1.4 设计的基本步骤21

2.1.5 设计文件21

2.2 压力容器设计准则21

2.2.1 压力容器失效22

2.2.2 压力容器设计准则23

2.3 回转薄壳和无力矩理论25

2.3.1 回转薄壳的几何概念25

2.3.2 回转薄壳的无力矩理论26

2.4 无力矩理论的应用27

2.4.1 承受气压作用的圆筒形壳体27

2.4.2 承受气压作用的球壳28

2.4.3 锥形壳28

2.4.4 承受气压作用的椭圆形壳体29

2.4.5 承受液体内压作用的回转薄壳30

2.5 边缘应力31

2.5.1 边缘应力的产生31

2.5.2 边缘应力的性质32

思考题33

第3章 内压薄壁容器34

3.1 设计参数的确定34

3.1.1 压力34

3.1.2 设计温度35

3.1.3 许用应力35

3.1.4 钢板厚度附加量35

3.1.5 公称直径和公称压力36

3.1.6 焊接接头系数37

3.2 内压薄壁容器筒体与封头厚度的设计37

3.2.1 内压薄壁圆筒的厚度设计37

3.2.2 内压球壳的厚度设计39

3.2.3 内压封头的厚度设计40

3.3 压力试验53

3.3.1 压力试验目的53

3.3.2 耐压试验53

3.3.3 气密性试验56

思考题57

第4章 外压容器59

4.1 外压容器稳定性59

4.1.1 外压容器的失效形式59

4.1.2 临界压力59

4.2 外压容器的稳定性计算60

4.2.1 长圆筒、短圆筒、刚性圆筒和临界长度60

4.2.2 设计参数的确定61

4.3 外压圆筒的设计62

4.3.1 图算法的原理62

4.3.2 外压圆筒的图算法65

4.3.3 外压球壳的图算法69

4.4 外压封头的设计70

4.4.1 外压凸形封头70

4.4.2 外压锥形封头71

4.5 加强圈的设计计算72

4.5.1 加强圈的结构和设置72

4.5.2 加强圈的图算法75

4.6 圆筒的轴向稳定性校核78

思考题78

第5章 化工设备主要零部件80

5.1 法兰连接80

5.1.1 法兰的类型80

5.1.2 法兰的密封81

5.1.3 法兰标准85

5.1.4 压力容器法兰85

5.1.5 管法兰连接96

5.2 容器的开孔与补强99

5.2.1 开孔附近的应力集中100

5.2.2 压力容器的开孔限制101

5.2.3 补强结构101

5.2.4 等面积补强计算103

5.2.5 补强圈的结构尺寸104

5.2.6 检查孔107

5.2.7 视镜109

5.2.8 接管112

5.3 容器支座114

5.3.1 卧式设备支座115

5.3.2 立式设备支座120

5.3.3 球罐支座129

5.4 安全泄放装置130

5.4.1 安全阀131

5.4.2 爆破片132

思考题133

第6章 高压容器136

6.1 厚壁圆筒应力分析136

6.1.1 弹性应力分析136

6.1.2 温度变化引起的温差应力139

6.2 高压容器的结构141

6.2.1 高压容器的结构特点141

6.2.2 高压容器的结构142

6.3 高压筒体的失效及强度计算145

6.3.1 高压容器的失效及强度设计准则145

6.3.2 高压圆筒的强度计算147

6.4 高压筒体的自增强148

6.4.1 厚壁圆筒自增强方法149

6.4.2 自增强圆筒的特点150

6.5 高压容器的密封结构150

6.6 高压容器的开孔154

6.6.1 高压容器补强结构154

6.6.2 高压容器结构补强的强度设计准则154

6.7 高压容器的主要零部件设计155

6.7.1 高压容器连接螺栓的设计155

6.7.2 高压容器的封头设计156

6.7.3 高压容器筒体端部的设计157

思考题160

第7章 换热器161

7.1 换热器的类型及特点161

7.1.1 按作用原理或传热方式分类161

7.1.2 间壁式换热器分类162

7.2 管壳式换热器的基本类型167

7.2.1 固定管板式换热器168

7.2.2 浮头式换热器168

7.2.3 U形管换热器169

7.2.4 填料函式换热器170

7.2.5 釜式换热器170

7.3 管壳式换热器的主要结构171

7.3.1 壳体171

7.3.2 换热管171

7.3.3 管板173

7.3.4 折流板与挡板176

7.3.5 管箱179

7.3.6 膨胀节180

7.4 列管式换热器设计或选用中应注意的问题180

7.4.1 流体流经管程或壳程的选择原则180

7.4.2 流体流速的选择181

7.4.3 流体进出口温度的确定181

7.4.4 提高管内膜系数的方法——多管程182

7.4.5 提高管外膜系数的方法——装置挡板182

7.4.6 管子的规格182

思考题182

第8章 塔设备184

8.1 概述184

8.2 板式塔186

8.2.1 板式塔分类186

8.2.2 板式塔种类186

8.2.3 板式塔的结构190

8.3 填料塔202

8.3.1 填料202

8.3.2 液体喷淋装置207

8.3.3 液体收集再分布器210

8.3.4 填料支承结构210

8.3.5 填料床层限位圈和填料压板211

思考题211

第9章 反应设备213

9.1 概述213

9.1.1 反应设备的应用213

9.1.2 反应设备的种类和特点213

9.2 搅拌反应器215

9.2.1 总体结构215

9.2.2 搅拌釜体和传热装置216

9.2.3 搅拌装置221

9.2.4 传动装置225

思考题232

附录一 压力容器常用钢板许用应力234

附录二 压力容器常用钢管许用应力237

附录三 常用锻件许用应力239

附录四 椭圆形封头尺寸和质量（JB/T 4746—2002）241

附录五 热轧型钢243

参考文献251