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绪论1

第一节压力容器的分类1

一、压力容器的压力等级划分1

二、压力容器品种的划分1

三、易燃介质与介质毒性程度等级的划分2

四、压力容器的分类2

第二节 化工设备的基本要求3

一、安全性要求3

二、合理性要求3

三、技术经济指标3

第三节化工设备常用材料4

一、壳体与封头4

二、管板与法兰4

三、接管与换热管5

四、螺栓与螺母5

五、支座及其它不重要的附件5

第一章旋转壳体的受力分析6

第一节旋转壳体的几何概念6

一、旋转壳体的形成6

二、旋转壳体的几何参数6

第二节旋转薄壁壳体的受力分析7

一、区域平衡方程式7

二、微体平衡方程式8

三、无力矩理论及其应用范围10

第三节无力矩理论在典型壳体上的应用10

一、受气压的壳体11

二、受液体压力作用的壳体15

第四节 有力矩理论与边缘应力的基本概念19

第二章内压薄壁容器的设计计算23

第一节内压圆筒及球形壳体的设计计算23

一、内压圆筒的强度计算23

二、球形壳体的强度计算25

三、设计公式中各参数的确定26

四、容器最小壁厚的确定36

五、焊后热处理37

第二节内压容器封头的设计计算38

一、半球形封头38

二、椭圆形封头38

三、碟形封头40

四、锥形封头41

五、平盖47

第三节压力试验和致密性试验52

一、液压试验53

二、气压试验54

三、应力校核54

四、致密性试验55

第三章外压容器设计57

第一节外压容器的基本概念57

一、外压容器的稳定性57

二、临界压力57

三、外压容器的分类58

第二节圆筒的稳定性计算58

一、长圆筒的计算58

二、短圆筒的计算59

三、刚性圆筒的计算60

四、计算长度和临界长度60

五、压力试验61

第三节外压圆筒的图算法61

一、几何参数图61

二、壁厚计算图63

三、图算法计算步骤63

第四节加强圈设计69

一、加强圈的作用及其结构69

二、加强圈最大间距的计算69

三、加强圈的计算71

第五节外压容器封头设计74

一、球壳（半球形封头）75

二、椭圆形和碟形封头75

三、锥形封头76

第六节轴向受压圆筒77

一、轴向受压圆筒稳定性概念77

二、临界压应力的计算77

第四章法兰连接的设计78

第一节 概述78

第二节标准法兰、垫片及选用方法79

一、压力容器法兰的分类79

二、常用垫片的类型与选择79

三、标准法兰的选用方法82

第三节法兰的密封设计84

一、垫片压紧力85

二、螺栓设计88

第四节法兰的强度计算92

一、法兰型式对法兰强度的影响92

二、法兰力矩的计算94

三、法兰应力计算95

四、法兰应力校核98

第五章容器的开孔与补强106

第一节开孔附近的应力分析106

一、平板开小孔的应力集中106

二、壳体上开小孔的应力集中107

三、球壳与圆筒开孔接管处的应力集中109

第二节容器的开孔补强设计109

一、开孔补强结构设计109

二、开孔补强设计的准则110

三、等面积补强设计111

第三节容器的接管、视镜、人孔和手孔115

一、接管115

二、视镜116

三、人孔与手孔117

第六章塔设备121

第一节 概述121

第二节板式塔的种类和结构121

一、板式塔的种类121

二、板式塔的结构126

三、裙式支座和吊柱131

第三节填料塔134

一、填料塔的总体结构134

二、填料的种类及特性134

三、喷淋装置及再分布装置136

、填料的支承结构139

第四节塔体应力校核及裙座的设计计算140

一、塔体及裙座的受载分析140

二、塔设备使用时的几种情况分析141

三、塔设备质量的计算141

四、地震载荷的计算141

五、风载荷的计算142

六、塔设备偏心质量产生的弯矩144

七、塔设备最大弯矩的确定144

八、塔体横截面轴向应力的计算145

九、塔体组合应力的计算和强度及稳定性校核145

十、塔体或裙座危险截面的确定146

十一、塔体液压试验时的应力校核146

十二、裙座厚度的计算147

十三、基础环和地脚螺栓148

十四、裙座与壳体的连接焊缝150

第七章卧式设备153

第一节卧式容器的受力分析153

一、载荷分析153

二、圆筒轴向弯矩计算155

三、圆筒的剪力计算156

第二节轴向应力校核156

一、圆筒中间处截面上的轴向应力156

二、支座处截面上的轴向应力157

三、圆筒轴向应力的校核158

第三节切向剪应力校核159

一、切向剪应力的计算160

二、切向剪应力的校核160

第四节圆筒周向应力校核161

一、鞍座处无加强圈时圆筒中周向应力的计算162

二、鞍座处有加强圈时圆筒中周向应力的计算164

三、周向应力的校核165

第五节鞍座的选用与校核166

一、鞍座的选用166

二、鞍座承受水平推力的校核167

第八章反应釜175

第一节反应釜筒体设计175

一、筒体直径及高度176

二、夹套的直径和高度176

三、蛇管的布置177

四、工艺接管口177

五、壁厚计算178

六、压力试验179

第二节搅拌器179

一、搅拌器的类型和选择179

二、挡板与导流筒185

三、搅拌器的功率186

第三节搅拌轴和轴封189

一、搅拌轴189

二、轴封装置191

第四节反应釜的支座196

一、悬挂式支座196

二、支承式支座198

第九章列管式换热器200

第一节概述200

一、列管式换热器主要类型200

二、列管式换热器的标准202

三、列管式换热器机械设计203

第二节列管式换热器结构设计203

一、固定管板式换热器的整体结构203

二、换热管203

三、管板与壳体的连接204

四、折流板、支持板和挡板205

五、管箱及接管206

六、膨胀节208

七、管板结构208

第三节列管式换热器的强度计算209

一、U形膨胀节的计算209

二、管板的强度计算218

第十章厚壁容器筒体设计236

第一节概述236

一、厚壁容器的结构特点及选材要求236

二、厚壁容器结构类型237

三、厚壁容器失效准则240

第二节单层厚壁圆筒的设计242

一、应力分析242

二、温差应力247

三、厚壁圆筒的弹性失效设计249

四、单层厚壁圆筒的极限载荷设计概念252

第三节 改善筒壁应力分布的办法255

第十一章厚壁容器的密封与主要零部件设计260

第一节厚壁容器的密封设计260

一、常用密封结构的类型260

二、密封设计268

第二节零部件设计272

一、平盖设计计算272

二、封头设计计算274

三、筒体端部设计计算277

四、开孔和开孔补强结构278

第十二章应力分类与几个特殊问题简介280

第一节应力分类280

一、应力分类280

二、应力强度及其限制281

三、安定状态283

第二节几个特殊问题简介284

一、疲劳设计简介284

二、蠕变设计简介285

三、断裂力学简介286

四、有限元法在化工设备计算中的应用286

附录287

Ⅰ、典型化工设备设计例题287

例1287

例2290

例3299

Ⅱ、锻件许用应力及钢材弹性模量、平均线膨胀系数307

参考资料310