化工机械基础教学大纲

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1、化工机械基础（化工工艺专业）(FundamentalsofChemicalEngineeringMachinery)目的和要求《化工设备基础》是为化工系工艺类专业开设的一门综合性的机械类课程。本课程的教学目的是使学生获得基本力学和金属材料知识，具备设计常压化工设备和对再用压力容器进行强度、稳定校核的能力，并了解压力容器监察管理法规，在今后工作中遵守实施。课程分材料力学、常用化工设备材料和压力容器设计三大部分。在材料力学部分，将介绍材料拉伸与压缩、平面弯曲、剪切和扭转四种基本变形形式，构件内力与外力的关系，应变与应力的关系以及一般复杂应力状态下复合应力的求取，使学生能对一般受力构件进行设

2、计和校核。化工材料可分金属材料和非金属材料，用得最多的是金属材料，该部分着重讲解金属材料分类、常用钢材的力学性能，热处理基础，不锈钢的防腐机理以及设备结构与腐蚀的关系。压力容器部分主要讲解低中容器设计理论，法兰、支座等常用化工设备常用零部件的选用和典型化工设备总体结构分析等，通过学习使学生能设计一般低中压容器，从力学角度总体掌握化工设备设计和选用。基本内容及学时分配（总共60学时）1.零部件的受力分析4学时1.1受力分析概述1.2约束、约束反力与受力图1.3平面汇交力系的合成和平衡条件1.4平面力偶系的合成和平衡条件1.5平面一般力系的合成和平衡条件1.拉伸与压缩6学时2.1材料力学的

3、基本概念2.2拉伸和压缩2.3材料的机械性能2.4简单拉、压的超静定问题2.平面弯曲8学时3.1弯曲变形的基本概念3.2直梁弯曲的内力计算3.3平面弯曲的应力计算3.4平面弯曲的变形计算——挠度和转角3.5梁的超静定3.剪切与扭转5学时4.1剪切变形的受力与变形特点4.2剪切与挤压的实用计算4.3扭转变形的概念4.4传动轴外力矩的计算4.5剪切虎克定理4.6圆轴扭转时横截面上的内力和应力4.7圆轴扭转时的强度条件与刚度条件4.复杂应力状态下的强度计算4学时5.1应力状态的基本概念5.2二向应力状态分析5.3三向应力状态下一点的最大剪应力5.4广义虎克定理强度理论简介5.5组合变形的强度

4、计算1.压杆的稳定性4学时6.1基本概念6.2欧拉公式6.3中长杆的临界应力计算6.4压杆稳定性的实用计算6.5提高压杆稳定性的措施2.化工设备材料5学时7.1概述7.2碳钢和铸铁7.3钢的热处理7.4合金钢7.5有色金属及其合金7.6非金属材料3.内压容器设计7学时8.1概述8.2容器的受力分析8.3内压薄壁壳体的厚度设计8.4内压封头的厚度设计4.外压容器设计3学时9.1概述9.2外压薄壁圆筒的厚度设计9.3外压凸形封头的厚度设计9.4外压锥形筒体和封头的厚度设计9.5加强圈的设计1.化工设备通用零部件8学时10.1概述10.2筒体和封头10.3法兰连接10.4设备的支座10.5设

5、备的开孔与附件10.6设备设计举例10.6容器设计这的几种强度失效条件2.塔设备的机械设计6学时11.1概述11.2载荷分析及应力计算11.3塔体的强度及稳定性验算11.4裙座设计11.5精馏塔机械设计举例11.6板式塔的结构设计主要参考书[1]刁玉威等，化工设备机械基础，大连：大连理工大学出版社，1992年12月[2]汤善莆等，化工设备机械基础，上海：华东理工大学出版社，1991年12月[3]周志安等，化工设备设计基础，北京：化学工业出版社，1996年1月[4]中华人民共和国标准，钢制管壳换热器（GB151-98），国家技术监督局[5]全国压力容器标准技术委员会，钢制压力容器（国家标

6、准GB150-98）[6]全国压力容器标准技术委员会，钢制压力容器，标准释义（国家标准GB150-98）[7]HG20660－1998《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》[8]钢制化工容器设计基础规定HG20580－1998[9]钢制化工容器材料选用规定HG20581－1998[10]钢制化工容器强度计算规定HG20582－1998[1]钢制化工容器结构设计规定HG20583－1998[2]钢制化工容器制造技术要求HG20584－1998[3]钢制低温压力容器技术规定HG21585－1998课程负责人：徐方成