化工设备基础（第三版）

　　本书是根据高等职业教育化工工艺类专业教学计划组织编写的，旨在使工艺类学生通过本课程的学习，获得必要的机械基础知识。 全书共分九章。主要内容为：化工生产的特点及对化工设备的基本要求、化工容器与设备的有关标准规范、化工设备常用材料及腐蚀与防护；物体受力与构件承载能力分析；机械传动和连接；内压容器和外压容器；塔设备的结构、常见机械故障及排除方法；换热器的主要类型、基本结构、标准及选用、常见故障及排除方法；搅拌反应釜总体结构、搅拌装置、传动装置、轴封装置；化工管路与阀门；化工设备故障诊断技术。 本书可作为高职高专化工工艺类专业学生教材，也可供相关专业师生选用和有关工程技术人员参考。

　　王绍良，湖南化工职业技术学院，副院长 教授，长期担任《化工设备设计》、《化工设备基础》《化工设备概论》等课程的主讲任务，共计约20届；作为课题主持人完成国家一般课题一项、省级重点课题3项、省级一般课题2项，横向专业技术课题3项。

第一章化工设备基本知识1
第一节化工生产对化工设备的基本要求1
一、化工生产的特点1
二、化工生产对化工设备的基本要求2
第二节化工容器的结构与分类3
一、化工容器的基本结构3
二、化工容器与设备的分类4
第三节化工容器与设备有关标准规范简介6
一、常用材料标准6
二、压力容器规范简介7
第四节化工设备常用材料9
一、材料的性能9
二、钢的热处理11
三、金属材料12
四、非金属材料17
五、选材的基本原则18
第五节金属材料的腐蚀与防护19
一、腐蚀的概念19
二、腐蚀的类型19
三、防腐措施20
思考题22
第二章化工设备力学基础23
第一节物体的受力分析24
一、力的概念与基本性质24
二、约束及约束反力26
三、受力图27
四、平面汇交力系28
五、平面力偶系31
六、平面任意力系34
第二节轴向拉伸与压缩36
一、轴向拉伸与压缩的概念36
二、轴向拉伸与压缩时横截面上的内力37
三、轴向拉伸与压缩时横截面上的应力38
四、轴向拉伸与压缩时的强度计算39
五、轴向拉伸与压缩时的变形40
六、典型材料拉伸与压缩时的力学性能41
第三节剪切与挤压46
一、剪切概念及其强度计算46
二、挤压概念及其强度计算47
第四节圆轴扭转49
一、扭转的概念49
二、圆轴扭转时横截面上的内力49
三、圆轴扭转时横截面上的应力50
四、圆轴扭转时的变形51
五、圆轴扭转时的强度和刚度计算51
第五节直梁弯曲53
一、弯曲变形的概念53
二、直梁弯曲时的内力54
三、纯弯曲时横截面上的应力58
四、梁的正应力强度计算59
五、提高弯曲强度的主要措施60
第六节压杆稳定62
一、压杆稳定性的概念62
二、压杆的临界力和临界应力63
三、压杆稳定性计算64
四、提高压杆稳定性的措施66
思考题66
习题67
第三章连接与传动70
第一节连接70
一、螺纹连接70
二、轴毂连接71
三、轴间连接75
第二节带传动77
一、概述77
二、普通V带和带轮79
三、带传动的失效、张紧、安装与维护79
第三节齿轮传动81
一、概述81
二、齿轮常用材料及选择82
三、齿轮传动失效83
第四节蜗杆传动84
一、概述84
二、蜗杆传动的失效85
三、蜗杆、蜗轮的常用材料与结构85
四、蜗杆传动装置的润滑与维护86
第五节轴与轴承87
一、轴88
二、滑动轴承89
三、滚动轴承91
思考题94
第四章压力容器96
第一节内压薄壁容器96
一、内压薄壁圆筒与球壳的应力计算96
二、强度条件与壁厚计算97
三、设计参数的确定99
四、容器压力试验102
第二节内压容器封头106
一、常用封头的形式106
二、标准椭圆形封头及选用107
三、半球形封头107
四、碟形封头108
五、锥形封头109
六、平板形封头109
第三节容器附件110
一、容器设计的标准化110
二、法兰连接111
三、容器的支座120
四、容器的开孔与补强结构125
五、容器安全装置128
六、其他附件130
第四节外压容器131
一、外压容器的稳定性、临界压力计算132
二、外压容器设计参数的确定133
三、外压圆筒图算法133
四、外压封头图算法136
五、外压容器的压力试验137
六、提高外压容器稳定性的途径138
思考题139
习题140
第五章塔设备142
第一节填料塔143
一、填料143
二、填料支承装置144
三、液体喷淋装置146
四、液体再分布装置148
第二节板式塔150
一、总体结构与基本类型150
二、塔盘结构154
三、除沫装置160
四、进出口管装置162
五、人孔与手孔163
第三节塔设备常见机械故障及排除方法164
一、塔设备的振动164
二、塔设备的腐蚀164
三、其他常见机械故障165
思考题166
第六章换热器167
第一节概述167
一、换热设备的分类167
二、间壁式换热器的主要类型168
第二节管壳式换热器172
一、管壳式换热器的形式与结构172
二、换热器壳体173
三、换热管174
四、管板175
五、管箱、折流板、挡板178
六、温差补偿装置181
第三节换热器技术的发展及标准化182
一、传热理论创新182
二、设备结构的改进183
三、换热器标准及选用183
第四节管壳式换热器的常见故障及排除方法186
一、管子的振动与防振措施186
二、管壁积垢186
三、管子的泄漏186
思考题186
第七章搅拌反应釜188
第一节概述188
一、反应釜的作用188
二、反应釜的设计188
三、搅拌反应釜的总体结构189
第二节釜体和传热装置189
一、釜体结构190
二、夹套结构191
三、蛇管结构192
四、顶盖192
五、工艺接管193
第三节反应釜搅拌装置194
一、搅拌器类型194
二、搅拌器的标准及选用196
三、搅拌轴196
四、挡板与导流筒199
第四节反应釜传动装置199
一、电动机的选用199
二、减速器的选用200
三、机架200
四、凸缘法兰201
五、安装底盖202
第五节反应釜轴封装置203
一、填料密封203
二、机械密封205
思考题207
第八章化工管路208
第一节压力管道概念208
一、压力管道的概念209
二、压力管道的分类与分级209
三、石油化工管道的分级209
第二节管子常用材料210
一、金属管210
二、非金属管211
三、管子选材原则212
第三节管径选择与壁厚确定212
一、影响管径大小的因素212
二、管径的计算与选用212
三、管子壁厚计算与选用213
第四节管件与阀门214
一、常用管件214
二、阀门215
第五节管路的连接221
一、焊接连接221
二、法兰连接221
三、螺纹连接221
四、承插式连接222
五、温差补偿装置223
第六节管路常见故障及排除方法224
一、做好管路维护工作224
二、管路常见故障及排除方法224
三、阀门故障及排除225
思考题226
第九章化工设备故障诊断227
第一节概述227
一、故障诊断的概念227
二、故障诊断的分类228
第二节常用故障诊断技术229
一、声振诊断229
二、温度诊断230
三、污染诊断231
四、无损诊断232
五、综合诊断236
第三节化工设备的故障诊断237
一、化工管道的故障诊断237
二、压力容器的故障诊断238
思考题241
参考文献242