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（上册）1

1 压力容器设计概述1

1.1 压力容器及其分类1

1.1.1 压力容器及其构成1

1.1.2 压力容器的分类1

1.2 压力容器的设计要求2

1.2.1 强度要求2

1.2.2 刚度要求3

1.2.3 使用寿命要求3

1.2.4 结构要求3

1.3 压力容器材料及选择3

1.3.1 压力容器用钢3

1.3.2 对压力容器用钢的要求4

1.3.3 压力容器用钢的选择5

1.4 压力容器规范简介5

1.4.1 国外压力容器规范6

1.4.2 中国压力容器规范6

思考题8

2 压力容器应力分析10

2.1 中低压容器应力分析10

2.1.1 压力容器的薄膜应力10

2.1.2 压力容器的边缘应力15

2.2 圆筒形高压容器应力分析17

2.2.1 弹性应力分析18

2.2.2 弹塑性应力分析20

2.2.3 温差应力分析22

2.2.4 机械应力与热应力的综合应力23

2.3 圆形平盖封头应力分析24

2.3.1 定解方程及求解24

2.3.2 变形及应力分布特点28

2.4 压力容器局部应力分析29

2.4.1 局部应力及分析方法29

2.4.2 平板开小孔的应力集中29

2.4.3 压力容器开小孔的应力集中32

2.4.4 压力容器开孔接管的应力集中33

思考题35

3 压力容器常规设计36

3.1 圆筒形容器筒体的强度设计36

3.2 压力容器封头的强度设计38

3.2.1 半球形封头38

3.2.2 椭圆形封头39

3.2.3 碟形封头40

3.2.4 球冠形封头41

3.2.5 锥形封头42

3.2.6 平盖封头43

3.3 法兰连接及密封设计45

3.3.1 法兰密封及失效45

3.3.2 法兰密封设计48

3.3.3 法兰强度设计56

3.4 开孔接管及补强设计58

3.4.1 补强结构与设计规则59

3.4.2 等面积补强设计60

3.5 容器支座的结构与选型62

3.5.1 悬挂式支座63

3.5.2 支承式支座64

3.5.3 鞍式支座64

3.6 外压容器稳定性设计66

3.6.1 圆环的稳定性分析66

3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析67

3.6.3 外压圆筒的设计计算69

3.6.4 外压封头的设计计算73

3.6.5 加强圈设计74

3.7 设计参数及压力试验77

3.7.1 设计参数77

3.7.2 压力试验80

思考题81

4 压力容器分析设计83

4.1 分析设计概述83

4.1.1 常规设计的局限性83

4.1.2 分析设计的基本思想84

4.1.3 分析设计与常规设计规范比较84

4.2 应力特性85

4.2.1 中低压容器86

4.2.2 高压容器86

4.2.3 平盖封头88

4.2.4 壳体不连续区88

4.2.5 容器支座区90

4.2.6 容器接管区90

4.2.7 容器热应力91

4.3 应力分类92

4.3.1 一次应力92

4.3.2 二次应力93

4.3.3 峰值应力93

4.4 应力评定95

4.4.1 应力强度95

4.4.2 应力强度设计限制98

4.4.3 极限载荷设计概念100

4.4.4 结构安定性概念103

4.4.5 疲劳分析设计准则104

思考题106

5 高压容器设计107

5.1 高压容器设计概述107

5.1.1 高压容器的结构特点107

5.1.2 高压容器的材料特点108

5.1.3 高压容器简体的结构型式108

5.2 高压圆筒的强度设计113

5.2.1 高压圆筒强度设计准则113

5.2.2 单层高压圆筒的强度计算115

5.2.3 多层高压圆筒的强度计算116

5.3 高压容器的密封结构116

5.3.1 强制式密封117

5.3.2 自紧式密封118

5.3.3 高压管道密封121

5.4 高压容器的自增强技术121

5.4.1 自增强技术原理121

5.4.2 自增强处理压力122

5.4.3 自增强处理应力122

5.4.4 自增强处理半径123

5.4.5 自增强处理方法124

思考题124

6 球形储罐设计126

6.1 概述126

6.1.1 球罐的特点126

6.1.2 球罐分类126

6.1.3 球罐的设计内容127

6.2 球罐壳体设计127

6.2.1 橘瓣式球壳的设计128

6.2.2 足球瓣式和混合式球壳设计130

6.3 球罐支座设计131

6.3.1 赤道正切柱式支座设计131

6.3.2 其它形式的支座结构134

6.4 人孔、接管及附件设计137

6.4.1 人孔结构137

6.4.2 接管结构137

6.4.3 球罐附件138

6.5 球罐的抗震结构设计140

6.5.1 球罐抗震结构设计的一般要求140

6.5.2 球罐抗震设计的方法与措施140

思考题142

7 塔设备143

7.1 概述143

7.1.1 塔设备的作用和类型143

7.1.2 塔型比较及选择143

7.1.3 对塔设备的要求143

7.2 板式塔144

7.2.1 设计内容144

7.2.2 总体结构及分类144

7.2.3 塔盘结构145

7.3 填料塔156

7.3.1 设计内容156

7.3.2 总体结构157

7.3.3 填料类型及选用157

7.3.4 液体的分布装置和液体再分布装置161

7.3.5 填料的支承装置165

7.3.6 填料压板和床层限制板166

7.4 辅助装置及附件167

7.4.1 裙座167

7.4.2 除沫器168

7.4.3 接管169

7.4.4 吊柱172

7.5 塔设备的机械设计174

7.5.1 塔体厚度的计算174

7.5.2 塔体承受的各种载荷的计算174

7.5.3 塔体稳定校核181

7.5.4 塔体拉应力校核182

7.5.5 水压试验时应力校核183

7.5.6 裙座设计184

7.6 塔体与裙座的机械设计举例190

7.6.1 选择材料190

7.6.2 按计算压力计算筒体和封头的壁厚191

7.6.3 塔的质量载荷计算191

7.6.4 塔的自振周期计算193

7.6.5 地震载荷计算193

7.6.6 风载荷和偏心弯矩计算193

7.6.7 各种载荷引起的轴向应力195

7.6.8 筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核195

7.6.9 筒体和裙座水压试验应力校核196

7.6.10 基础环设计197

7.6.11 地脚螺栓设计198

思考题198

8 换热器199

8.1 概述199

8.1.1 换热器的应用199

8.1.2 换热器的类型199

8.1.3 换热器的选型200

8.2 管壳式换热器201

8.2.1 基本类型201

8.2.2 管壳式换热器的总体设计203

8.2.3 管壳式换热器的主要部件与结构设计204

8.3 膨胀节设计218

8.4 热管及热管换热器219

8.4.1 热管简介219

8.4.2 热管换热器221

思考题223

9 搅拌反应设备224

9.1 反应器类型224

9.2 典型搅拌反应器225

9.2.1 总体结构225

9.2.2 设计内容及步骤226

9.3 釜体与传热装置227

9.3.1 釜体设计227

9.3.2 传热装置设计228

9.4 搅拌器及附件的设计234

9.4.1 搅拌器的功能234

9.4.2 典型搅拌器236

9.4.3 搅拌附件239

9.4.4 搅拌器选型240

9.4.5 搅拌器转速与搅拌功率242

9.4.6 搅拌器的强度计算245

9.4.7 搅拌轴设计248

9.5 传动装置251

9.5.1 电动机的基本特性及选用251

9.5.2 减速机252

9.5.3 联轴器256

9.6 轴封装置257

9.6.1 填料密封257

9.6.2 机械密封260

9.6.3 机械密封和填料密封的比较262

思考题263

参考文献264

（下册）1

10 压缩机1

10.1 压缩机的类型及应用1

10.1.1 压缩机的分类及比较1

10.1.2 压缩机的应用3

10.2 往复活塞式压缩机4

10.2.1 往复活塞式压缩机基本原理4

10.2.2 往复活塞式压缩机的调节与控制16

10.2.3 往复活塞式压缩机的典型结构及零部件20

10.2.4 往复活塞式压缩机的选型25

10.3 离心式压缩机29

10.3.1 离心式压缩机基本原理29

10.3.2 离心式压缩机的工作特性及调节37

10.3.3 相似理论在离心式压缩机中的应用39

10.3.4 离心式压缩机主要零部件41

10.3.5 离心式压缩机的选型42

10.4 其它压缩机45

10.4.1 螺杆式压缩机45

10.4.2 单螺杆式压缩机46

10.4.3 滚动活塞式压缩机47

10.4.4 滑片式压缩机47

10.4.5 液环式压缩机47

10.4.6 涡旋式压缩机48

10.4.7 轴流式压缩机48

10.4.8 轴流离心混合式压缩机49

思考题49

讨论题51

11 风机53

11.1 风机的类型及性能参数53

11.1.1 风机的类型53

11.1.2 风机的性能参数53

11.2 离心式风机56

11.2.1 离心式风机的工作原理56

11.2.2 离心式风机的工作特性及调节57

11.2.3 相似理论在离心式风机中的应用62

11.2.4 离心式风机的主要零部件62

11.2.5 离心式风机的选型64

11.3 轴流式风机66

11.3.1 轴流式风机的结构及工作原理66

11.3.2 轴流式风机的特点及性能曲线67

11.3.3 轴流式风机的调节68

11.3.4 轴流式风机的选型69

11.4 其它型式的风机69

11.4.1 罗茨鼓风机与叶氏鼓风机69

11.4.2 横流式通风机71

11.4.3 筒形离心式风机71

思考题72

12 制冷机73

12.1 概述73

12.1.1 制冷机的基本原理及分类73

12.1.2 制冷剂和载冷剂73

12.1.3 润滑油75

12.2 活塞式制冷机75

12.2.1 活塞式制冷机的压缩循环75

12.2.2 活塞式制冷机制冷循环的工作参数77

12.2.3 活塞式制冷压缩机的选型指南78

12.2.4 活塞式制冷机的制冷热交换设备82

12.2.5 活塞式制冷机的辅机系统83

12.2.6 活塞式制冷机组88

12.3 螺杆式制冷机89

12.3.1 螺杆式制冷压缩机的性能参数及调节89

12.3.2 螺杆式制冷机的形式及参数91

12.3.3 螺杆式制冷机的选型指南93

12.4 离心式制冷机95

12.4.1 离心式制冷机的特点及应用95

12.4.2 离心式制冷机的基本组成和制冷循环95

12.4.3 离心式制冷机的选型指南97

12.5 吸收式制冷机100

12.5.1 溴化锂吸收式制冷机100

12.5.2 氨－水吸收式制冷机104

12.6 其它形式的低温制冷机104

12.6.1 斯特林制冷机105

12.6.2 维勒米尔制冷机105

12.6.3 磁性制冷机106

12.6.4 吸附制冷机106

12.6.5 气波制冷机106

思考题107

13 泵108

13.1 泵的类型及应用108

13.1.1 泵的类型108

13.1.2 泵的应用109

13.2 离心泵109

13.2.1 离心泵的基本结构与工作原理109

13.2.2 离心泵的操作与调节112

13.2.3 相似理论在离心泵中的应用119

13.2.4 离心泵的主要零部件122

13.2.5 离心泵的选型123

13.3 其它形式叶片式泵130

13.3.1 轴流泵和混流泵130

13.3.2 旋涡泵131

13.4 容积式泵132

13.4.1 概述132

13.4.2 往复泵134

13.4.3 转子泵135

13.5 计量泵137

13.6 真空泵138

13.6.1 真空泵的性能指标138

13.6.2 各类真空泵的工作范围及特征139

13.6.3 真空泵的选型139

思考题140

14 离心机141

14.1 离心分离的基本知识141

14.1.1 离心力场的基本特性141

14.1.2 离心机的分类145

14.1.3 原料液的特性146

14.1.4 原料液的预处理147

14.2 过滤式离心机148

14.2.1 各种过滤式离心机的特点及应用148

14.2.2 过滤式离心机的生产能力151

14.3 沉降式离心机151

14.3.1 各种沉降式离心机的特点及应用151

14.3.2 沉降式离心机的生产能力152

14.4 分离机153

14.4.1 各种分离机的特点及应用153

14.4.2 分离机的生产能力157

14.5 离心机功率的确定157

14.6 离心机的主要零部件157

14.6.1 转鼓157

14.6.2 过滤式离心机滤网158

14.6.3 主轴及支承158

14.7 离心机的选型158

14.7.1 离心机型号的编制158

14.7.2 选型原则158

14.7.3 选型指南160

14.8 其它形式的分离机械164

14.8.1 旋液分离器164

14.8.2 重力过滤机164

14.8.3 加压过滤机164

14.8.4 真空过滤机165

思考题165

15 过程机器的安全可靠性166

15.1 高速转子轴的临界转速166

15.1.1 转轴的临界转速166

15.1.2 临界转速的计算166

15.2 机器的振动及隔振167

15.2.1 隔振的基本原理167

15.2.2 隔振器及其布置168

15.3 高速转盘和转鼓的强度170

15.3.1 高速转盘的强度170

15.3.2 高速转鼓的强度171

15.4 机器的故障诊断172

15.5 流体密封技术174

15.5.1 往复运动式轴密封174

15.5.2 旋转式轴密封175

15.5.3 干气密封178

15.5.4 浮环密封装置179

思考题180

参考文献181