本课程是在学习完基础课和专业基础课的基础上的一门专业核心课程。内容包括弹性力学基础、压力容器设计的理论及方法、典型化工设备的基本理论及设计方法等。课程以弹性理论和板壳理论为理论基础,对过程设备涉及的压力容器中的封头、筒体等主要部件作了理论分析和设计计算,介绍过程设备设计规范和常用材料及其选择。在此基础上对典型的过程设备:如储存设备、换热设备、塔设备和反应设备,讲解其典型结构,原理及主要部件的设计计算。
本课程的教材选用郑津洋、董其伍、桑芝富等主编的《过程设备设计》教材,该教材2001年由化学工业出版社出版,2005年第二版,2010年出版第三版,2015年出版第四版,为“十五”、“十一五”、“十二五”普通高等教育国家级规划教材,中国石油和化学工业优秀出版物(教材类)一等奖。
旨在使学生能综合运用专业基础课的基本理论及工程实践知识,通过本课程学习,熟悉并掌握过程设备设计的基本理论及工程实践,能采用正确、合理的方法进行过程设备的设计;从材料、设备结构、制造质量、安装、操作维护等方面对过程设备的工程设计进行综合分析;基本具备从事过程设备设计和研发能力。
绪论
课程介绍、课程内容
第1章 压力容器导言
1.1 压力容器总体结构
1.2 压力容器分类
1.3 压力容器规范标准
第2章 压力容器应力分析
2.1 回转薄壳的无力矩理论
2.2 典型回转壳体的薄膜应力
2.3 回转壳体的不连续分析
2.4 厚壁圆筒的弹性应力
2.5 厚壁圆筒的弹塑性分析
2.6平板的应力分析
2.7 外压圆筒的屈曲分析
2.8典型局部应力
第3章 压力容器用材以及环境和时间对其材料性能的影响
3.1 压力容器材料
3.2 压力容器制造工艺对钢材性能的影响
3.3 环境对压力容器用钢性能的影响
3.4 压力容器材料选择
第4章 压力容器设计
4.5 外压筒体的加强圈设计
4.6 封头设计
4.7 密封机理分类及影响因素
4.8 螺栓法兰连接设计
4.9 高压密封设计
4.10 开孔及开孔补强设计
4.11 支座及检查孔
4.12 安全泄放装置
4.13 焊接结构设计
4.14 耐压试验和泄漏试验
4.15 分析设计
4.16 疲劳分析
4.1设计准则
4.2 内压圆筒的强度设计
4.3 设计技术参数的确定
4.4 外压圆筒图算法
第5章 储运设备
5.1储罐的结构
5.2卧式储罐支座结构及布置
5.3卧式储罐设计计算
第6章 换热设备
6.1 概述
6.2 管壳式换热器分类
6.3 管程结构(换热管、管板、管箱)
6.4 管束分程
6.5 换热管与管板的连接
6.6 壳程结构
6.7 管板设计及膨胀节
6.8 管束振动与防止
6.9 传热强化技术
第7章 塔设备
7.1 塔设备的应用与选型
7.2 填料塔
7.3 板式塔
7.4 塔设备的附件
7.5 塔的固有周期
7.6 塔的地震载荷
7.7 塔的风载荷
7.8 塔的强度设计与稳定性校核
7.9 塔设备的振动
第8章反应设备
8.1 概述
8.2 搅拌设备基本结构及搅拌容器
8.3 搅拌器与搅拌功率的计算
8.4 搅拌轴设计
8.5 密封装置
8.6 传动装置
机械制图、高等数学、工程力学、工程材料、弹性力学、化工原理、机械设计、机械制造、专业英语等课程为本课程的先修课程。
1)国家质量技术监督局发布,《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016
2)国家质量技术监督局发布,《压力容器》GB150-2011
3) 国家质量技术监督局发布,《热交换器》GB151-2014
4)国家质量技术监督局发布,《卧式容器》NB/T47042-2014
5)国家质量技术监督局发布,《塔式容器》NB/T47041-2014
6)约翰.F.哈维[美].压力容器部件结构-设计与材料.化学工业出版社,北京:1985
7)范钦珊.压力容器的应力分析与强度设计,原子能出版社,北京,1979
8)华东理工大学王志文教授主编《化工容器设计》,化学工业出版社出版社,北京:2006
9)M. H. Jawad, J. R. Farr. Structure Analysis and Design of Process Equipment. New York: John Wiley & Sons,Inc,1984
10)S. S. Gill. The stress analysis of pressure vessels &pressure vessel components. Pergamon Press:1970
11)H. H. Bednar. Pressure vessel design handbook. New York: Van Nostrand Reinhold,1986
12)J. F. Harvey. Theory and design of pressure vessels. Second Edition. New York: Van Nostrand Reinhold,1986
1.
https://www.forengineers.org/ (美国Pressure Vessel Research Council)
2.
https://www.eperc.bam.de/ (European Pressure Equipment Research Council)
3.
https://www.cnscpv.org.cn/ (全国锅炉压力容器标准化技术委员会