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《化工设备机械基础》教学大纲 （40学时） 教学要求与目的 本课程是工程性和应用性很强的一门课，它必须反映出必威体育精装版工程应用标准。教学中主要介绍化工容器与设备机械设计基础知识，共分三篇，即化工设备材料，化工容器设计，典型化工设备的机械设计，其中以化工容器的工程设计方法为主线，以此来分析容器的应力（重点放在中低压容器设计），设备的结构与设计，容器的材料的选择及必威体育精装版工程应用标准等。 通过本课程的学习，培养大家学会如何全面考虑、分析和解决工程实际问题，初步建立起完整的容器设计思想。 课程主要内容 化工设备材料（4学时） 第1章 化工设备材料及选择（4学时） 金属材料的性能，分类及牌号，化工设备常用的三大类钢即碳钢、低合金钢、合金钢，化工设备的腐蚀及防腐，选材的基本原则。 化工容器设计 容器设计的基础知识（2学时） 容器的分类与结构，零部件的标准化，压力容器的安全监察，容器设计的基本要求 内压薄壁容器的应力分析（6学时） 回转壳体的应力分析——薄膜应力理论，薄膜理论的应用，内压圆筒边缘应力的概念。 内压薄壁圆筒与封头的强度设计（4学时） 强度设计的基本知识，薄壁圆筒壳与球壳的强度设计。 外压圆筒与封头设计（6学时） 外压圆筒失稳与分类，监界压力，外压圆筒与封头的设计，外压圆筒加强圈设计。 容器零部件（4学时） 法兰联接，容器支座，容器的开孔补强，容器附件，容器设计举例。 典型化工设备的机械设计（10学时） 管壳式换热器的机械设计（4学时） 管壳式换热器的结构、分类与设计内容，管子的选用与管板的连接，管板结构，温差应力，换热器机械设计举例。 塔设备的机械设计（4学时） 塔体载荷及应力分析，塔体厚度的计算，裙座设计及选用，板式塔结构，填料塔结构。 搅拌器的机械设计（2学时） 搅拌器的作用、型式及选型，搅拌器的功率及影响因素，传动装置及搅拌轴、轴封。 实验 （4学时） 1.内压容器实验(2学时) 2.外压容器实验(2学时) 课程难点: 1.本课程工程性和应用性很强,不同于其它基础理论性教材,由于学生实践性、工程性知识欠缺，所以学习中会遇到一定困难。 2.壳体应力分析、外压圆筒的设计，容器的开孔补强等应为难点。 课程重点： 1.掌握内压薄壁容器的应力分析，筒体与封头的强度设计。 2.掌握外压圆筒与封头的设计。 3.掌握容器设计中主要零部件的结构、工作原理及结构设计。 4.掌握管壳式、塔、搅拌器这几种典型设备的结构、工作原理及相关设计知识。 课程教材： 刁玉玮，王立业主编. 化工设备机械基础. 大连:大连理工大学出版社,2006. 主要参考书: [1]化工设备机械基础编写组. 化工设备机械基础. 北京:化学工业出版社,1979. [2]天津大学等院校合编,余国琮主编. 化工容器及设备. 北京: 化学工业出版社,1980. [3]全国压力容器标准化技术委员会. 国家标准GB150—98钢制压力容器. 北京: 学苑出版社,1998. [4]化工设备设计全书编委员会. 化工容器设计. 上海:上海科学技术出版社,1987 [5] 全国压力容器标准化技术委员会. 国家标准GB151—99钢制管壳式换热器. 北京: 学苑出版社,1999. 第一章 化工设备材料及其选择 本章重点：材料的力学性能及化工设备材料的选择 本章难点：材料的性能 建议学时：4学时 第一节 概述 化工设备选材的重要性和复杂性 操作条件的限制 制造条件的限制 设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工使它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要求材料的加工性能要好。 材料自身性能的限制 二、选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的原则。 (1)材料品种应符合我国资源和供应情况； (2)材质可靠，能保证使用寿命； (3)要有足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介质能耐腐蚀； (4)便于制造加工，焊接性能良好； (5)成本低。 第二节 材料的性能 一、力学性能 材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破坏的能力，叫做材料的力学性能。主要包括强度、塑性、韧性和硬度，这是设计时选用材料的重要依据 1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度等。 （我们先看两个实例，再作总结） [实例1]常温拉应力下20号钢的拉抻试验 [实例2]高碳钢T10A的拉伸试验 (1)屈服点（） 金屑材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象，习惯上称为“屈服”。 发生屈服现象时的应力．即开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，用(MPa)表示。 它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。 条件屈服点（）工程中规定发生0.2％残余伸长时的应力，作为“条件屈