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绪论1

第一节 过程工业与工艺过程1

第二节 过程工业的技术特性1

第三节 过程机械及其特征2

第四节 过程机械的构成3

第一篇 容器7

第一章 压力容器设计概述7

第一节 压力容器及其分类7

一、压力容器及其构成7

二、压力容器的分类7

第二节 压力容器的设计要求8

第三节 压力容器材料及选择9

一、压力容器用钢9

二、对压力容器用钢的要求9

三、压力容器用钢的选择11

第四节 压力容器规范简介11

一、国外压力容器规范12

二、我国压力容器规范12

参考文献13

第二章 压力容器应力分析15

第一节 中低压容器应力分析15

一、压力容器的薄膜应力15

二、压力容器的边缘应力20

第二节 圆筒形高压容器应力分析23

一、弹性应力分析23

二、弹塑性应力分析25

三、温差应力分析28

四、机械应力与热应力的综合应力30

第三节 圆形平盖封头应力分析30

一、定解方程及求解31

二、变形及应力分布特点34

第四节 压力容器局部应力分析36

一、局部应力及分析方法36

二、平板开小孔的应力集中36

三、压力容器开小孔的应力集中40

四、压力容器开孔接管的应力集中41

参考文献43

第三章 压力容器常规设计44

第一节 圆柱形筒体的强度设计44

第二节 压力容器封头的强度设计46

一、半球形封头46

二、椭圆形封头47

三、碟形封头48

四、球冠形封头49

五、锥形封头50

六、平盖封头51

第三节 法兰连接及密封设计53

一、法兰密封及失效53

二、法兰密封设计56

三、法兰强度设计64

第四节 开孔接管及补强设计66

一、补强结构与设计规则67

二、等面积补强设计68

第五节 容器支座的结构与选型70

一、悬挂式支座71

二、支承式支座72

三、鞍式支座73

第六节 外压容器稳定性设计74

一、圆环的稳定性分析74

二、圆柱形筒体的稳定性分析76

三、外压圆筒的设计计算78

四、外压封头的设计计算82

五、加强圈设计83

第七节 设计参数及压力试验86

一、设计参数86

二、压力试验89

参考文献91

第四章 压力容器分析设计92

第一节 分析设计概述92

一、常规设计的局限性92

二、分析设计的基本思想93

三、分析设计与常规设计规范比较93

第二节 应力特性94

一、薄壁容器95

二、厚壁容器95

三、平盖封头97

四、壳体不连续区97

五、容器支座区99

六、容器接管区99

七、容器热应力100

第三节 应力分类101

一、一些相关术语101

二、一次应力102

三、二次应力102

四、峰值应力103

第四节 应力评定104

一、应力强度104

二、应力强度设计限制107

三、极限载荷设计概念108

四、结构安定性概念112

五、疲劳分析设计准则113

参考文献115

第五章 高压容器设计116

第一节 高压容器设计概述116

一、高压容器结构特点116

二、高压容器材料特点116

三、高压容器筒体构造型式117

第二节 高压圆筒的强度设计120

一、高压圆筒强度设计准则120

二、单层高压圆筒的强度计算122

三、多层高压圆筒的强度计算124

第三节 高压容器的密封结构124

一、强制式密封125

二、自紧式密封126

三、高压管道密封128

第四节 高压容器的自增强技术129

一、自增强技术原理129

二、自增强处理压力129

三、自增强处理应力130

四、自增强处理半径131

五、自增强处理方法131

参考文献132

第六章 球形储罐设计133

第一节 概述133

一、球罐的特点133

二、球罐的类型133

三、球罐的设计内容134

第二节 球壳设计135

一、橘瓣式球壳的设计135

二、足球瓣式和混合式球壳设计137

三、球壳的强度设计138

第三节 支座设计138

一、赤道正切柱式支座设计139

二、其他形式的支座结构141

第四节 球罐的抗震结构设计145

一、球罐抗震结构设计的一般要求145

二、球罐抗震设计的方法与措施145

参考文献148

第二篇 机器151

第七章 压缩机151

第一节 压缩机的类型及应用151

一、压缩机的分类及比较151

二、压缩机的应用154

第二节 往复活塞式压缩机155

一、往复活塞式压缩机基本原理155

二、往复活塞式压缩机的调节与控制167

三、往复活塞式压缩机的典型结构及零部件170

四、往复活塞式压缩机的选型177

第三节 离心式压缩机180

一、离心式压缩机基本原理180

二、离心式压缩机的工作特性及调节190

三、相似理论在离心式压缩机中的应用193

四、离心式压缩机主要零部件195

五、离心式压缩机的选型196

第四节 其他压缩机199

一、螺杆式压缩机199

二、单螺杆式压缩机200

三、滚动活塞式压缩机201

四、滑片式压缩机201

五、液环式压缩机201

六、涡旋式压缩机202

七、轴流式压缩机202

八、轴流离心混合式压缩机203

参考文献203

第八章 风机204

第一节 风机的类型及性能参数204

一、风机的类型204

二、风机的性能参数204

第二节 离心式风机208

一、离心式风机的工作原理208

二、离心式风机的工作特性及调节209

三、相似理论在离心式风机中的应用213

四、离心式风机的主要零部件215

五、离心式风机的选型216

第三节 轴流式风机218

一、轴流式风机的结构及工作原理218

二、轴流式风机的特点及性能曲线220

三、轴流式风机的调节221

四、轴流式风机的选型221

第四节 其他型式的风机222

一、罗茨鼓风机与叶氏鼓风机222

二、横流式通风机224

三、筒形离心式风机224

参考文献225

第九章 制冷机226

第一节 概述226

一、制冷机的基本原理及分类226

二、制冷剂和载冷剂226

三、润滑油227

第二节 活塞式制冷机228

一、活塞式制冷机的压缩循环228

二、活塞式制冷机制冷循环的工作参数230

三、活塞式制冷压缩机的选型指南231

四、活塞式制冷机的制冷热交换设备235

五、活塞式制冷机的辅机系统235

六、活塞式制冷机组241

第三节 螺杆式制冷机242

一、螺杆式制冷压缩机的性能参数及调节243

二、螺杆式制冷机的形式及参数244

三、螺杆式制冷机的选型指南246

第四节 离心式制冷机248

一、离心式制冷机的特点及应用248

二、离心式制冷机的基本组成和制冷循环248

三、离心式制冷机的选型指南250

第五节 吸收式制冷机252

一、溴化锂吸收式制冷机253

二、氨-水吸收式制冷机257

第六节 其他形式的低温制冷机258

一、斯特林制冷机258

二、维勒米尔制冷机258

三、磁性制冷机259

四、吸附制冷机259

五、气波制冷机259

参考文献260

第十章 泵261

第一节 泵的类型及应用261

一、泵的类型261

二、泵的应用262

第二节 离心泵262

一、离心泵的基本结构与工作原理262

二、离心泵的操作与调节266

三、相似理论在离心泵中的应用271

四、离心泵的主要零部件276

五、离心泵的选型277

第三节 其他形式叶片式泵285

一、轴流泵和混流泵285

二、旋涡泵286

第四节 容积式泵287

一、概述287

二、往复泵288

三、转子泵290

第五节 计量泵292

第六节 真空泵293

一、真空泵的性能指标293

二、各类真空泵的工作范围及特征294

三、真空泵的选型295

参考文献295

第十一章 离心机296

第一节 离心分离的基本知识296

一、离心力场的基本特性296

二、离心机的分类299

三、原料液的特性300

四、原料液的预处理301

第二节 过滤式离心机302

一、各种过滤式离心机的特点及应用302

二、过滤式离心机的生产能力305

第三节 沉降式离心机306

一、各种沉降式离心机的特点及应用306

二、沉降式离心机的生产能力307

第四节 分离机308

一、各种分离机的特点及应用308

二、分离机的生产能力312

第五节 离心机功率的确定312

第六节 离心机的主要零部件313

一、转鼓313

二、过滤式离心机滤网313

三、主轴及支承314

第七节 离心机的选型314

一、离心机型号的编制314

二、选型原则314

三、选型指南316

第八节 其他形式的分离机械319

一、旋液分离器319

二、重力过滤机320

三、加压过滤机320

四、真空过滤机320

参考文献320

第十二章 过程机器的安全可靠性321

第一节 高速转子轴的临界转速321

一、转轴的临界转速321

二、临界转速的计算321

第二节 机器的振动及隔振322

一、隔振的基本原理322

二、隔振器及其布置323

第三节 高速转盘和转鼓的强度325

一、高速转盘的强度325

二、高速转鼓的强度325

第四节 机器的故障诊断326

第五节 流体密封技术329

一、往复运动式轴密封329

二、旋转式轴密封329

三、干气密封334

四、浮环密封装置335

参考文献336

第三篇 设备339

第十三章 塔设备339

第一节 概述339

一、塔设备的作用和类型339

二、塔型比较及选择339

三、对塔设备的要求339

第二节 板式塔340

一、设计内容340

二、总体结构及分类341

三、塔盘结构341

第三节 填料塔353

一、设计内容353

二、总体结构353

三、填料类型及选用353

四、液体的分布装置和液体再分布装置358

五、填料的支承装置363

六、填料压板和床层限制板364

第四节 辅助装置及附件365

一、裙座365

二、除沫器366

三、接管366

四、吊柱371

参考文献372

第十四章 搅拌反应设备373

第一节 概述373

一、反应器类型373

二、搅拌反应器应用实例374

第二节 典型搅拌反应器374

一、总体结构374

二、设计内容及步骤375

第三节 釜体与传热装置376

一、釜体设计376

二、传热装置设计377

第四节 搅拌器及附件的设计383

一、搅拌器的功能383

二、典型搅拌器385

三、搅拌器附件388

四、搅拌器选型389

五、搅拌器转速391

六、搅拌器功率391

七、搅拌器的强度计算395

第五节 搅拌轴设计397

一、按强度计算轴径397

二、按扭转刚度计算轴径398

三、按径向位移计算轴径398

四、按临界转速计算轴径398

第六节 传动装置401

一、电机的基本特性及选用401

二、减速机403

三、联轴器403

第七节 轴封装置407

一、填料密封407

二、机械密封410

三、机械密封和填料密封的比较412

参考文献413

第十五章 换热器414

第一节 概述414

一、换热器的应用414

二、换热器的类型414

三、换热器的选型415

第二节 管壳式换热器416

一、基本类型416

二、管壳式换热器的结构设计419

第三节 膨胀节设计432

一、膨胀节的结构及设计要求432

二、膨胀节的选材及热处理433

第四节 热管及热管换热器433

一、热管简介433

二、热管换热器435

参考文献438