《过程设备设计(第4版)》是化学工业出版社2015年出版的图书,作者是郑津洋、桑芝富。
基本信息
过程设备设计(第4版)
所属类别
教材 >> 本科 >> 本科机械
作者:郑津洋、桑芝富 主编
出版日期:2015年11月 书号:978-7-122-24932-6
开本:16K 787×1092 1/16 装帧:平 版次:4版1次 页数:386页
内容简介
全书分绪论、压力容器篇和过程设备篇。在绪论中综合介绍过程设备特点、基本要求和设计内涵;压力容器篇包括压力容器结构、应力分析、材料及时间和环境对其性能的影响、设计準则、常规设计、分析设计和疲劳设计等;过程设备篇包括储运设备、换热设备、塔设备和反应设备。
本书适合作为“过程装备与控制工程”专业的教材或教学参考资料,也可供其他专业选用和社会读者阅读。
图书前言
本书第一版和第二版分别荣获“第六届全国石油和化学工业优秀教材一等奖”和“第八届全国石油和化学工业优秀教材一等奖”,第二版和第三版分别为普通高等教育“十五”和“十一五”国家级规划教材,本版为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
自2010年本书第三版出版以来,国内外出现了许多与过程设备设计有关的新概念、新观点、新方法、新结构和新法规标準。例如,凸形封头、外压圆筒等压力容器典型零部件出现了新的设计方法;非焊接大容积瓶式压力容器等特殊结构储存容器的使用量越来越大;在法规标準方面,2013年6月颁布了《中华人民共和国特种设备法》,2011年颁布了GB 150—2011《压力容器》。因此,有必要对本书第三版进行修订。考虑到本书前三版使用範围较广,修订过程中仍遵循了保持编排结构相对稳定、反映过程设备设计最新成果、展现学科发展前沿的原则。
本书与第三版相比,改写了1.3节,特种设备法规体系由原来的四个层次变为五个层次;2.5节改为“壳体屈曲分析”,简化了长圆筒临界压力公式的推导;第3章增加了钢材常用的本构模型,更新了与氢脆相关的内容;改写了4.2.1节和4.3.4节,简要介绍了基于失效模式设计;5.4节中增加“长管拖车”;第7章更新了风载荷、地震载荷的计算。此外,结合最新的国内外标準,修订了第三版中与现行标準不一致的内容。
目录
绪论1
1压力容器导言8
1.1压力容器总体结构8
1.1.1压力容器基本组成8
1.1.2压力容器零部件间的焊接10
1.2压力容器分类10
1.2.1介质危害性11
1.2.2压力容器分类12
1.3压力容器规範标準14
1.3.1国外主要规範标準简介15
1.3.2国内主要规範标準介绍16
思考题20
2压力容器应力分析21
2.1载荷分析21
2.1.1载荷21
2.1.2载荷工况22
2.2迴转薄壳应力分析23
2.2.1薄壁圆筒的应力23
2.2.2迴转薄壳的无力矩理论24
2.2.3无力矩理论的基本方程26
2.2.4无力矩理论的套用29
2.2.5迴转薄壳的不连续分析33
2.3厚壁圆筒应力分析39
2.3.1弹性应力39
2.3.2弹塑性应力46
2.3.3屈服压力和爆破压力49
2.3.4提高屈服承载能力的措施51
2.4平板应力分析52
2.4.1概述52
2.4.2圆平板对称弯曲微分方程53
2.4.3圆平板中的应力56
2.4.4承受轴对称载荷时环板中的应力60
2.5壳体屈曲分析60
2.5.1概述60
2.5.2均布轴压圆筒的临界应力62
2.5.3周向受外压圆筒的临界压力63
2.5.4其他迴转薄壳的临界压力64
2.5.5壳体许用临界载荷65
2.5.6壳体屈曲数值模拟方法65
2.6典型局部应力66
2.6.1概述66
2.6.2受内压壳体与接管连线处的局部应力66
2.6.3降低局部应力的措施69
思考题70
习题71
3压力容器材料及环境和时间对其性能的影响73
3.1压力容器材料73
3.1.1压力容器常用钢材73
3.1.2有色金属和非金属75
3.2压力容器製造工艺对钢材性能的影响76
3.2.1塑性变形76
3.2.2焊接78
3.2.3热处理81
3.3环境对压力容器用钢性能的影响82
3.3.1温度83
3.3.2介质87
3.3.3载入速率91
3.4压力容器材料选择91
3.4.1压力容器用钢的基本要求91
3.4.2压力容器钢材的选择93
思考题95
4压力容器设计96
4.1概述96
4.1.1设计要求96
4.1.2设计档案96
4.1.3设计条件97
4.2设计準则98
4.2.1压力容器失效98
4.2.2强度失效设计準则101
4.2.3刚度失效设计準则104
4.2.4屈曲失效设计準则104
4.2.5泄漏失效设计準则104
4.3常规设计105
4.3.1概述105
4.3.2圆筒设计107
4.3.3封头设计124
4.3.4密封装置设计134
4.3.5开孔和开孔补强设计157
4.3.6支座和检查孔 163
4.3.7超压泄放装置165
4.3.8焊接结构设计168
4.3.9耐压试验174
4.3.10泄漏试验175
4.4分析设计176
4.4.1概述176
4.4.2压力容器的应力分类178
4.4.3应力强度计算181
4.4.4应力强度限制183
4.4.5分析设计的套用186
4.5疲劳分析187
4.5.1概述187
4.5.2低循环疲劳曲线187
4.5.3压力容器的疲劳设计191
4.5.4影响疲劳寿命的其他因素194
4.6压力容器设计技术进展194
4.6.1可靠性设计194
4.6.2最佳化设计195
4.6.3基于失效模式设计195
思考题196
习题196
5储运设备198
5.1概述198
5.1.1储存介质的性质198
5.1.2装量係数198
5.1.3环境对储存设备的影响199
5.2储罐的结构199
5.2.1卧式圆柱形储罐199
5.2.2立式平底筒形储罐200
5.2.3球形储罐203
5.2.4低温储槽207
5.3卧式储罐设计208
5.3.1支座结构及布置208
5.3.2设计计算210
5.4移动式压力容器221
5.4.1汽车罐车221
5.4.2长管拖车224
思考题225
习题225
6换热设备226
6.1概述226
6.1.1换热设备的套用226
6.1.2换热设备分类及其特点226
6.1.3换热器选型235
6.1.4换热器相关技术发展动向236
6.2管壳式换热器237
6.2.1基本类型237
6.2.2管壳式换热器结构239
6.2.3管板设计248
6.2.4膨胀节设计251
6.2.5管束振动和防止251
6.2.6设计方法254
6.3传热强化技术255
6.3.1传热强化概述255
6.3.2扩展表面及内外挂程式强化传热257
6.3.3壳程强化传热261
思考题263
7塔设备264
7.1概述264
7.1.1塔设备的套用264
7.1.2塔设备的选型264
7.2填料塔267
7.2.1填料267
7.2.2填料塔内件的结构设计271
7.3板式塔279
7.3.1板式塔的分类279
7.3.2板式塔的结构279
7.3.3板式塔塔盘的结构284
7.4塔设备的附属档案293
7.4.1除沫器293
7.4.2裙座294
7.4.3吊柱296
7.5塔的强度设计296
7.5.1塔的固有周期297
7.5.2塔的载荷分析300
7.5.3筒体的强度及稳定性校核307
7.5.4裙座的强度及稳定性校核308
7.6塔设备的振动310
7.6.1风的诱导振动310
7.6.2塔设备的防振313
思考题313
8反应设备315
8.1概述315
8.1.1反应设备的套用315
8.1.2反应设备的分类与特徵315
8.1.3常见反应设备的特点316
8.2机械搅拌反应设备320
8.2.1基本结构320
8.2.2搅拌容器321
8.2.3搅拌器324
8.2.4搅拌轴设计333
8.2.5密封装置337
8.2.6传动装置342
8.2.7机械搅拌设备技术进展344
8.3微反应器346
8.3.1概述346
8.3.2微/纳反应器347
8.3.3微反应器的加工製造348
8.3.4微反应器的发展前景352
思考题352
习题352
附录A压力容器设计常用标準354
附录B过程设备设计图样的表达特点和设计实例358
附录C中英文术语对照369
附录D压力容器材料373
附录E过程设备设计常用381
参考文献382