化工設備基礎(第二版)（簡體書）

本書是根據高等職業教育化工工藝類專業教學計劃組織編寫的。旨在使工藝類學生通過本課程的學習，獲得必要的機械基礎知識。 全書共分九章。主要內容為：化工生產的特點及對化工設備的要求、化工設備的有關規範、化工設備常用材料及腐蝕與防護；物體受力與構件承載能力分析；機械傳動和連接；內壓容器和外壓容器；塔設備的結構、強度校核、常見故障及排除方法；換熱器的常見類型、基本結構、標準及選用、常見故障及排除；攪拌反應釜基本結構、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置；化工管路與閥門；化工設備故障診斷技術及常用儀器儀表。 本書除了作為工藝類學生教材之外，還可供相關專業選用和有關工程技術人員參考。

第一章 化工設備基本知識1
第一節 化工生產對化工設備的基本要求1
一、化工生產的特點1
二、化工生產對化工設備的基本要求2
第二節 化工容器結構與分類3
一、化工容器的基本結構3
二、化工容器與設備的分類4
第三節 化工容器與設備有關標準規範簡介6
一、常用材料標準6
二、壓力容器規範簡介7
第四節 化工設備常用材料10
一、材料的性能10
二、鋼的熱處理11
三、金屬材料12
四、非金屬材料17
五、選材的基本原則18
第五節 金屬材料的腐蝕與防護19
一、腐蝕的概念19
二、腐蝕的類型19
三、防腐措施20
思考題22
第二章 化工設備力學基礎23
第一節 物體的受力分析24
一、力的概念與基本性質24
二、約束及約束反力26
三、受力圖27
四、平面匯交力系28
五、平面力偶系31
六、平面任意力系34
第二節 軸向拉伸與壓縮37
一、軸向拉伸與壓縮的概念37
二、軸向拉伸與壓縮時橫截面上的內力38
三、軸向拉伸與壓縮時橫截面上的應力39
四、軸向拉伸與壓縮時的強度計算40
五、軸向拉伸與壓縮時的變形41
六、典型材料拉伸與壓縮時的力學性能42
第三節 剪切與擠壓46
一、剪切概念及其強度計算46
二、擠壓概念及其強度計算47
第四節 圓軸扭轉49
一、扭轉的概念49
二、圓軸扭轉時橫截面上的內力50
三、圓軸扭轉時橫截面上的應力51
四、圓軸扭轉時的變形52
五、圓軸扭轉時的強度和剛度計算52
第五節 直梁彎曲54
一、彎曲變形的概念54
二、直梁彎曲時的內力55
三、純彎曲時橫截面上的應力58
四、梁的正應力強度計算60
五、提高彎曲強度的主要措施61
第六節 壓桿穩定63
一、壓桿穩定性的概念63
二、壓桿的臨界力和臨界應力63
三、壓桿穩定性計算65
四、提高壓桿穩定性的措施66
思考題67
習題68
第三章 連接與傳動72
第一節 連接72
一、螺紋連接72
二、軸轂連接73
三、軸間連接76
第二節 帶傳動79
一、帶傳動的原理、特點、類型及應用場合79
二、普通V帶和帶輪80
三、帶傳動的失效、張緊、安裝與維護81
第三節 齒輪傳動82
一、齒輪傳動的特點、類型及應用場合82
二、齒輪傳動比計算83
三、齒輪常用材料及選擇84
四、齒輪傳動失效84
第四節 蝸桿傳動85
一、蝸桿傳動的特點、類型85
二、蝸桿傳動的失效86
三、蝸桿、蝸輪的常用材料與結構86
四、蝸桿傳動裝置的潤滑與維護88
第五節 軸與軸承89
一、軸89
二、滑動軸承90
三、滾動軸承92
思考題95
習題96
第四章 壓力容器97
第一節 內壓薄壁容器97
一、內壓薄壁圓筒與球殼的應力計算97
二、強度條件與壁厚計算99
三、設計參數的確定101
四、容器壓力試驗104
第二節 內壓容器封頭107
一、常用封頭的形式107
二、標準橢圓形封頭及選用108
三、半球形封頭109
四、碟形封頭109
五、錐形封頭110
六、平板形封頭110
第三節 容器附件111
一、容器設計的標準化112
二、法蘭連接113
三、容器的支座121
四、容器的開孔與補強結構126
五、容器安全裝置129
六、其他附件131
第四節 外壓容器132
一、外壓容器的穩定性、臨界壓力計算133
二、外壓容器設計參數的確定134
三、外壓圓筒圖算法134
四、外壓封頭圖算法137
五、外壓容器的壓力試驗138
六、提高外壓容器穩定性的途徑139
思考題140
習題141
第五章 塔設備143
第一節 填料塔144
一、填料144
二、填料支承裝置145
三、液體噴淋裝置147
四、液體再分布裝置149
第二節 板式塔151
一、總體結構與基本類型151
二、塔盤結構155
三、除沫裝置161
四、進出口管裝置163
五、人孔與手孔164
第三節 塔體強度校核165
一、各種載荷計算166
二、塔體不同工況時的組合應力計算與校核170
三、塔體壁厚確定方法172
四、裙座結構172
第四節 塔設備常見機械故障及排除方法174
一、塔設備的振動174
二、塔設備的腐蝕174
三、其他常見機械故障175
思考題176
第六章 換熱器177
第一節 概述177
一、換熱設備的分類177
二、間壁式換熱器的主要類型178
第二節 管殼式換熱器182
一、管殼式換熱器的形式與結構182
二、換熱器殼體183
三、換熱管184
四、管板185
五、管箱、折流板、擋板188
六、溫差補償裝置191
第三節 換熱器技術的發展及標準化192
一、傳熱理論創新192
二、設備結構的改進193
三、換熱器標準及選用193
第四節 管殼式換熱器的常見故障及排除方法196
一、管子的振動與防振措施196
二、管壁積垢196
三、管子的泄漏196
思考題196
第七章 攪拌反應釜198
第一節 概述198
一、反應釜的作用198
二、反應釜的設計198
三、攪拌反應釜的總體結構199
第二節 釜體和傳熱裝置199
一、釜體結構200
二、夾套結構201
三、蛇管結構202
四、頂蓋202
五、工藝接管203
第三節 反應釜攪拌裝置204
一、攪拌器類型204
二、攪拌器的標準及選用206
三、攪拌軸206
四、擋板與導流筒208
第四節 反應釜傳動裝置209
一、電動機的選用209
二、減速器的選用210
三、機架210
四、凸緣法蘭211
五、安裝底蓋212
第五節 反應釜軸封裝置213
一、填料密封213
二、機械密封215
思考題217
第八章 化工管路218
第一節 壓力管道概念218
一、壓力管道的概念219
二、壓力管道的分類與分級219
三、石油化工管道的分級219
第二節 管子常用材料220
一、金屬管220
二、非金屬管221
三、管子選材原則222
第三節 管徑選擇與壁厚確定222
一、影響管徑大小的因素222
二、管徑的計算與選用222
三、管子壁厚計算與選用223
第四節 管件與閥門224
一、常用管件224
二、閥門225
第五節 管路的連接231
一、焊接連接231
二、法蘭連接231
三、螺紋連接231
四、承插式連接232
五、溫差補償裝置233
第六節 管路常見故障及排除方法234
一、做好管路維護工作234
二、管路常見故障及排除方法234
三、閥門故障及排除235
思考題236
第九章 化工設備故障診斷237
第一節 概述237
一、故障診斷的概念237
二、故障診斷的分類238
第二節 常用故障診斷技術239
一、聲振診斷239
二、溫度診斷240
三、污染診斷241
四、無損診斷242
五、綜合診斷246
第三節 化工設備的故障診斷247
一、化工管道的故障診斷247
二、壓力容器的故障診斷248
思考題251
參考文獻252