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全书共分五篇。第一篇工程力学,包括物体的受力分析及其平衡条件、直杆的拉伸和压缩、直梁的弯曲、剪切、圆轴的扭转、基本变形小结;第二篇材料与焊接,包括化工设备材料、焊接;第三篇容器设计,包括容器设计基础、容器零部件设计、容器设计举例;第四篇典型化工设备,包括塔设备、管壳式换热器;第五篇机械传动,包括带传动、齿轮传动。书后有附录等相关内容。
该书可作为高等学校化学工程与工艺专业及相近专业(石化、生化、制药、冶金、环保、能源等)的本科生教材,也可供相关部门的科研、设计和生产单位的工程技术人员参考。
第一篇工程力学/1
第1章物体的受力分析及其平衡条件/2
1.1力的概念和基本性质2
1.2力矩与力偶5
1.3物体的受力分析及受力图8
1.4平面力系的平衡方程13
思考题17
第2章直杆的拉伸和压缩/18
2.1直杆的拉伸和压缩19
2.2拉伸和压缩时材料的力学性能22
2.3拉伸和压缩的强度条件29
思考题32
第3章直梁的弯曲/33
3.1梁的弯曲实例与概念33
3.2梁横截面上的内力——剪力与弯矩34
3.3弯矩方程与弯矩图36
3.4弯曲时横截面上的正应力及其分布规律42
3.5梁弯曲时的强度条件45
3.6梁截面合理形状的选择47
3.7梁的弯曲变形49
思考题52
第4章剪切/53
4.1剪切变形的概念53
4.2剪力、切应力与剪切强度条件53
4.3挤压的概念和强度条件55
4.4剪切变形和剪切虎克定律55
思考题56
第5章圆轴的扭转/57
5.1圆轴扭转的实例与概念57
5.2扭转时的外力和内力58
5.3扭转时横截面上的应力60
5.4扭转的强度条件64
5.5圆轴的扭转变形与刚度条件65
思考题67
第6章基本变形小结/68
第一篇习题70
参考文献76
第二篇材料与焊接/77
第7章化工设备材料/78
7.1概述78
7.2材料的性能78
7.3铁碳合金81
7.4钢的分类86
7.5有色金属材料95
7.6非金属材料97
7.7化工设备的腐蚀及防腐措施99
7.8化工设备的材料选择104
思考题105
第8章焊接/107
8.1电弧焊107
8.2焊接材料109
8.3焊接接头和坡口形式112
8.4焊接缺陷与焊接质量检验114
思考题116
参考文献116
第三篇容器设计/119
第9章容器设计基础/120
9.1概述120
9.2内压薄壁容器设计125
9.3外压圆筒设计134
9.4封头的设计144
思考题153
第10章容器零部件设计/154
10.1法兰连接154
10.2容器支座163
10.3容器的开孔与附件169
思考题173
第11章容器设计举例/174
11.1罐体壁厚设计174
11.2封头壁厚设计174
11.3鞍座设计175
11.4人孔设计175
11.5人孔补强确定176
11.6接口管设计176
11.7设备总装配图176
第三篇习题178
参考文献180
第四篇典型化工设备/181
第12章塔设备/182
12.1概述182
12.2板式塔结构182
12.3填料塔188
12.4塔体强度计算198
12.5裙座的强度计算205
思考题210
第13章管壳式换热器/211
13.1概述211
13.2管壳式换热器的结构形式212
13.3管壳式换热器构件213
13.4管壳式换热器的强度计算225
13.5管壳式换热器标准简介230
参考文献231
第五篇机械传动/233
第14章带传动/234
14.1概述234
14.2带传动的工作原理及工作情况分析235
14.3V形带传动的设计计算237
14.4V形带轮241
14.5V形带的布置、使用和维修243
14.6同步齿形带传动简介244
思考题246
第15章齿轮传动/247
15.1概述247
15.2齿廓啮合的基本定律247
15.3渐开线和渐开线齿廓的啮合特性248
15.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸250
15.5一对渐开线齿轮的啮合传动252
15.6齿轮的加工方法及变位齿轮253
15.7齿轮轮齿的失效形式256
15.8直齿圆柱齿轮传动的强度计算257
15.9齿轮材料与许用应力261
15.10齿轮的构造262
思考题265
第五篇习题266
参考文献266
附录/267
附录1我国不锈钢与美国不锈钢牌号近似对照(摘自GB.150—2011)267
附录2钢材弹性模量(摘自GB.150—2011)268
附录3钢材平均线膨胀系数(摘自GB.150—2011)268
附录4钢材许用应力(包括碳素结构钢钢板、压力容器用钢板、低温压力容器用钢板、高合金钢板,摘自GB.150—2011及GB.150—1998)269
附录5碳素钢和低合金钢钢管许用应力(摘自GB.150—2011)272
附录6热轧工字钢规格及截面特性参数(摘自GB.706—2008)273
附录7钢制压力容器用甲型平焊法兰的结构形式和系列尺寸
(摘自NB/T.47021—2012)274
附录8管法兰中,突面、凹凸面、榫槽面的密封面尺寸
(摘自HG/T.20592—2009)276
附录9板式平焊钢制管法兰参数(摘自HG/T 20592—2009)277
附录10有关筒体和封头的数据280
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化工机械基础第三篇习题
第三篇 习题 1、已知 DN2000 的内压薄壁圆筒,壁厚 δn=22mm,壁厚附加量为 C=2mm,承 受的最大气体压力 P=2MPa,焊接接头系数 φ=0.85,试求筒体的最大应力。 解:已知 D i =2000mm,δn=22mm,C=2mm,P=2MPa,φ=0.85,δe=22-2=20mm。 则 所以筒体的最大应力为 118.82Mpa。 提示:此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出,此时 [Pw]=2MPa 2. 某化工厂反应釜,内径为 1600mm。工作温度为 5℃~105℃,工作压力为 1.6MPa,釜体材料用 0Crl8Ni9。采用双面对接焊缝,局部无损探伤,凸形封头 上装有安全阀,试计算釜体壁厚。 解:已知 Di=1600mm。 查附表 6,0Crl8Ni9 在 105℃时的,其许用应力 [σ]105=137MPa。 查表 10-9,采用双面对接焊缝,局部无损探伤,
化工机械基础
1.对于铁基合金,其屈服强度随着温度的升高而( 降低 ), 弹性衡量 E随着温度的升高而( 降低)。 2. A、Z是金属材料的( 塑性 )指标; mR eLR 是金属材料的 (强度)指标; 2KV 是金属材料的( 韧性 )指标。 3.对钢材,其泊松比 约为( 0.3) 4.氢腐蚀属于化学腐蚀与电化学腐蚀中的( 化学)腐蚀,而 晶间腐蚀与应力腐蚀属于( 电化学 )腐蚀。 5.奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的温度是 (450)~(800)°C, 防止晶间腐蚀的方法一是减少奥氏体不锈钢中的含 (碳)量, 二是在奥氏体不锈钢中加入( Ti)和( Nb)元素。 6.应力腐蚀只有在( 拉)应力状态下才能发生。在( 压)和 (剪切 /扭转)应力状态下则不会发生应力腐蚀。 7.钢铁卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的( 内 径)。 8.无缝钢管做筒体时,其公称直径是指它们的( 外径)。 1. 有一容器,其最
本习题册是依据中等职业学校有机、无机工艺专业《化工机械基础》课程教学大纲编写的,习题类型主要包括填空、选择、判断、问答、画图、计算等,对巩固课堂知识,提高学生分析问题和解决问题的能力具有一定的作用。本习题册与《化工机械基础》(第二版)(焦守家、楼影主编,化学工业出版社)教材配套使用。本习题册可供中等职业学校学生使用,也可用于技工学校、职业高中、职工技术培训,还可供化工技术工人自学使用。
杨林编著的《化工机械基础(高职高专系列教材)》系统全面介绍了典型化工设备及其主要零部件的结构、特点、选型、使用等实用性内容,本书适合职业技术教育过程装备和控制专业师生使用,也可供石油化工行业中职、职工大学和工程技术人员使用和参考。
本书是在1999年第一版的基础上,结合实践按照中等职业学校化工工艺专业(工种)《化工机械基础教学大纲》修订而成的,本书除注意保留第一版特色外,对理论教学和实习操作的内容均做了删减,纠正了书中其他差错,应用了新的国家技术标准,力求使教材有鲜明的时代特征。
全书由化工机械常用材料,化工容器,机械传动基础,化工腐蚀与防护,管、钳工基本操作等内容构成。
本书是中等职业学校石油、化工工艺专业的规划教材,也可用于化肥、炼油、化工工艺中级技术工人的培训教材或相近专业师生、技术工人的自学用书。