過程設備設計（第4版）

《過程設備設計（第4版）》是化學工業出版社2015年出版的圖書，作者是鄭津洋、桑芝富。

基本信息

過程設備設計（第4版）

所屬類別

教材 >> 本科 >> 本科機械

作者：鄭津洋、桑芝富 主編

出版日期：2015年11月 書號：978-7-122-24932-6

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：4版1次 頁數：386頁

內容簡介

全書分緒論、壓力容器篇和過程設備篇。在緒論中綜合介紹過程設備特點、基本要求和設計內涵；壓力容器篇包括壓力容器結構、應力分析、材料及時間和環境對其性能的影響、設計準則、常規設計、分析設計和疲勞設計等；過程設備篇包括儲運設備、換熱設備、塔設備和反應設備。

本書適合作為“過程裝備與控制工程”專業的教材或教學參考資料，也可供其他專業選用和社會讀者閱讀。

圖書前言

本書第一版和第二版分別榮獲“第六屆全國石油和化學工業優秀教材一等獎”和“第八屆全國石油和化學工業優秀教材一等獎”，第二版和第三版分別為普通高等教育“十五”和“十一五”國家級規劃教材，本版為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。

自2010年本書第三版出版以來，國內外出現了許多與過程設備設計有關的新概念、新觀點、新方法、新結構和新法規標準。例如，凸形封頭、外壓圓筒等壓力容器典型零部件出現了新的設計方法；非焊接大容積瓶式壓力容器等特殊結構儲存容器的使用量越來越大；在法規標準方面，2013年6月頒布了《中華人民共和國特種設備法》，2011年頒布了GB 150—2011《壓力容器》。因此，有必要對本書第三版進行修訂。考慮到本書前三版使用範圍較廣，修訂過程中仍遵循了保持編排結構相對穩定、反映過程設備設計最新成果、展現學科發展前沿的原則。

本書與第三版相比，改寫了1.3節，特種設備法規體系由原來的四個層次變為五個層次；2.5節改為“殼體屈曲分析”，簡化了長圓筒臨界壓力公式的推導；第3章增加了鋼材常用的本構模型，更新了與氫脆相關的內容；改寫了4.2.1節和4.3.4節，簡要介紹了基於失效模式設計；5.4節中增加“長管拖車”；第7章更新了風載荷、地震載荷的計算。此外，結合最新的國內外標準，修訂了第三版中與現行標準不一致的內容。

目錄

緒論1

1壓力容器導言8

1.1壓力容器總體結構8

1.1.1壓力容器基本組成8

1.1.2壓力容器零部件間的焊接10

1.2壓力容器分類10

1.2.1介質危害性11

1.2.2壓力容器分類12

1.3壓力容器規範標準14

1.3.1國外主要規範標準簡介15

1.3.2國內主要規範標準介紹16

思考題20

2壓力容器應力分析21

2.1載荷分析21

2.1.1載荷21

2.1.2載荷工況22

2.2迴轉薄殼應力分析23

2.2.1薄壁圓筒的應力23

2.2.2迴轉薄殼的無力矩理論24

2.2.3無力矩理論的基本方程26

2.2.4無力矩理論的套用29

2.2.5迴轉薄殼的不連續分析33

2.3厚壁圓筒應力分析39

2.3.1彈性應力39

2.3.2彈塑性應力46

2.3.3屈服壓力和爆破壓力49

2.3.4提高屈服承載能力的措施51

2.4平板應力分析52

2.4.1概述52

2.4.2圓平板對稱彎曲微分方程53

2.4.3圓平板中的應力56

2.4.4承受軸對稱載荷時環板中的應力60

2.5殼體屈曲分析60

2.5.1概述60

2.5.2均布軸壓圓筒的臨界應力62

2.5.3周向受外壓圓筒的臨界壓力63

2.5.4其他迴轉薄殼的臨界壓力64

2.5.5殼體許用臨界載荷65

2.5.6殼體屈曲數值模擬方法65

2.6典型局部應力66

2.6.1概述66

2.6.2受內壓殼體與接管連線處的局部應力66

2.6.3降低局部應力的措施69

思考題70

習題71

3壓力容器材料及環境和時間對其性能的影響73

3.1壓力容器材料73

3.1.1壓力容器常用鋼材73

3.1.2有色金屬和非金屬75

3.2壓力容器製造工藝對鋼材性能的影響76

3.2.1塑性變形76

3.2.2焊接78

3.2.3熱處理81

3.3環境對壓力容器用鋼性能的影響82

3.3.1溫度83

3.3.2介質87

3.3.3載入速率91

3.4壓力容器材料選擇91

3.4.1壓力容器用鋼的基本要求91

3.4.2壓力容器鋼材的選擇93

思考題95

4壓力容器設計96

4.1概述96

4.1.1設計要求96

4.1.2設計檔案96

4.1.3設計條件97

4.2設計準則98

4.2.1壓力容器失效98

4.2.2強度失效設計準則101

4.2.3剛度失效設計準則104

4.2.4屈曲失效設計準則104

4.2.5泄漏失效設計準則104

4.3常規設計105

4.3.1概述105

4.3.2圓筒設計107

4.3.3封頭設計124

4.3.4密封裝置設計134

4.3.5開孔和開孔補強設計157

4.3.6支座和檢查孔 163

4.3.7超壓泄放裝置165

4.3.8焊接結構設計168

4.3.9耐壓試驗174

4.3.10泄漏試驗175

4.4分析設計176

4.4.1概述176

4.4.2壓力容器的應力分類178

4.4.3應力強度計算181

4.4.4應力強度限制183

4.4.5分析設計的套用186

4.5疲勞分析187

4.5.1概述187

4.5.2低循環疲勞曲線187

4.5.3壓力容器的疲勞設計191

4.5.4影響疲勞壽命的其他因素194

4.6壓力容器設計技術進展194

4.6.1可靠性設計194

4.6.2最佳化設計195

4.6.3基於失效模式設計195

思考題196

習題196

5儲運設備198

5.1概述198

5.1.1儲存介質的性質198

5.1.2裝量係數198

5.1.3環境對儲存設備的影響199

5.2儲罐的結構199

5.2.1臥式圓柱形儲罐199

5.2.2立式平底筒形儲罐200

5.2.3球形儲罐203

5.2.4低溫儲槽207

5.3臥式儲罐設計208

5.3.1支座結構及布置208

5.3.2設計計算210

5.4移動式壓力容器221

5.4.1汽車罐車221

5.4.2長管拖車224

思考題225

習題225

6換熱設備226

6.1概述226

6.1.1換熱設備的套用226

6.1.2換熱設備分類及其特點226

6.1.3換熱器選型235

6.1.4換熱器相關技術發展動向236

6.2管殼式換熱器237

6.2.1基本類型237

6.2.2管殼式換熱器結構239

6.2.3管板設計248

6.2.4膨脹節設計251

6.2.5管束振動和防止251

6.2.6設計方法254

6.3傳熱強化技術255

6.3.1傳熱強化概述255

6.3.2擴展表面及內外掛程式強化傳熱257

6.3.3殼程強化傳熱261

思考題263

7塔設備264

7.1概述264

7.1.1塔設備的套用264

7.1.2塔設備的選型264

7.2填料塔267

7.2.1填料267

7.2.2填料塔內件的結構設計271

7.3板式塔279

7.3.1板式塔的分類279

7.3.2板式塔的結構279

7.3.3板式塔塔盤的結構284

7.4塔設備的附屬檔案293

7.4.1除沫器293

7.4.2裙座294

7.4.3吊柱296

7.5塔的強度設計296

7.5.1塔的固有周期297

7.5.2塔的載荷分析300

7.5.3筒體的強度及穩定性校核307

7.5.4裙座的強度及穩定性校核308

7.6塔設備的振動310

7.6.1風的誘導振動310

7.6.2塔設備的防振313

思考題313

8反應設備315

8.1概述315

8.1.1反應設備的套用315

8.1.2反應設備的分類與特徵315

8.1.3常見反應設備的特點316

8.2機械攪拌反應設備320

8.2.1基本結構320

8.2.2攪拌容器321

8.2.3攪拌器324

8.2.4攪拌軸設計333

8.2.5密封裝置337

8.2.6傳動裝置342

8.2.7機械攪拌設備技術進展344

8.3微反應器346

8.3.1概述346

8.3.2微/納反應器347

8.3.3微反應器的加工製造348

8.3.4微反應器的發展前景352

思考題352

習題352

附錄A壓力容器設計常用標準354

附錄B過程設備設計圖樣的表達特點和設計實例358

附錄C中英文術語對照369

附錄D壓力容器材料373

附錄E過程設備設計常用381

參考文獻382