化工设备机械基础

模块一 化工设备材料及其选择 / 1 【学习目标】 / 1 单元一 材料的性能 / 1 一、物理性能 / 2 二、化学性能 / 2 三、力学性能 / 3 四、工艺性能 / 4 单元二 钢的分类及牌号 / 5 一、钢的分类 / 5 二、钢的牌号及表示方法 / 6 单元三 碳钢与铸铁 / 7 一、铁碳合金的组织结构 / 7 二、铁碳合金状态图 / 8 三、碳钢 / 11 四、钢的热处理 / 11 五、铸铁 / 12 单元四 低合金钢及化工设备用特种钢 / 14 一、合金元素对钢的影响 / 14 二、低合金钢 / 18 三、高合金钢 / 18 四、化工设备常用钢 / 20 五、钢材的品种和规格 / 21 六、有色金属及其合金与非金属材料 / 21 单元五 化工设备的腐蚀及防腐措施 / 24 一、金属的腐蚀及其危害 / 24 二、金属腐蚀破坏的形式 / 25 三、晶间腐蚀 / 26 四、金属设备的防腐措施 / 27 单元六 化工设备材料的选择 / 28 一、选材的一般原则 / 28 二、选材举例 / 29 小结 / 29 拓展阅读 先进材料“手撕钢”助基国之重器 / 29 思考与练习 / 31 思路点拨 / 32 模块二 力学基础知识 / 33 【学习目标】 / 33 单元一 静力学基础 / 33 一、力的概念与基本性质 / 33 二、力在坐标轴上的投影 / 35 三、力矩与力偶 / 36 四、物体的受力分析 / 38 五、平面力系的平衡 / 41 单元二 拉伸与压缩 / 44 一、拉伸与压缩的概念 / 45 二、轴向拉伸与压缩时横截面上的内力 / 45 三、轴向拉伸与压缩的强度 / 46 四、轴向拉伸与压缩的变形 / 48 五、典型材料拉伸与压缩时的力学性能 / 49 单元三 剪切与挤压 / 52 一、剪切的概念及其强度 / 52 二、挤压概念及其强度 / 53 单元四 扭转变形 / 54 一、扭转的概念 / 54 二、圆轴扭转时的内力 / 55 三、圆轴扭转时的强度 / 56 四、圆轴扭转时的刚度 / 56 单元五 弯曲变形 / 58 一、弯曲变形的概念 / 58 二、直梁弯曲时的内力和弯矩图 / 59 三、直梁弯曲的强度 / 61 四、提高梁弯曲强度的主要措施 / 63 单元六 压杆稳定 / 65 一、压杆稳定性的概念 / 65 二、压杆的临界力和临界应力 / 65 三、压杆稳定性计算 / 66 四、提高压杆稳定性的措施 / 69 小结 / 69 拓展阅读 国际知名力学大师——钱学森 / 69 思考与练习 / 70 思路点拨 / 73 模块三 常用传动与连接 / 74 【学习目标】 / 74 单元一 概述 / 74 一、传动的概念 / 74 二、传动的类型及功用 / 75 三、机械传动的传动比和效率 / 75 单元二 带传动与链传动 / 76 一、带传动的类型 / 76 二、普通V带和V带轮 / 78 三、普通V带传动的安装与维护 / 80 四、链传动 / 80 单元三 齿轮传动 / 83 一、齿轮传动的特点和类型 / 83 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮 / 84 三、齿轮传动的失效形式 / 86 四、齿轮的材料 / 87 五、齿轮传动的润滑 / 88 单元四 液压传动 / 88 一、液压传动的工作原理 / 88 二、液压传动的特点及应用 / 89 三、液压传动系统的组成 / 90 单元五 连接 / 96 一、键连接 / 96 二、销连接 / 100 三、螺纹连接 / 100 四、联轴器和离合器 / 104 单元六 轴和轴承 / 109 一、轴 / 109 二、滑动轴承 / 113 三、滚动轴承 / 118 小结 / 124 拓展阅读 盾构机 / 125 思考与练习 / 125 思路点拨 / 127 模块四 压力容器基础 / 128 【学习目标】 / 128 单元一 容器的基础知识 / 129 一、压力容器的基本结构 / 129 二、压力容器的分类 / 130 三、压力容器标准规范 / 133 四、压力容器的安全监察 / 134 单元二 内压薄壁容器 / 135 一、内压薄壁圆筒容器 / 135 二、内压薄壁圆筒边缘应力 / 137 三、内压薄壁球形容器 / 138 四、圆筒和球壳的强度计算 / 139 五、压力容器参数的确定方法 / 140 六、压力试验和气密性试验 / 145 单元三 内压容器封头 / 148 一、椭圆形封头 / 148 二、半球形封头 / 149 三、碟形封头 / 150 四、锥形封头 / 151 五、平板封头 / 152 单元四 外压容器 / 152 一、外压容器的失稳 / 152 二、临界压力及其确定方法 / 153 三、临界长度与计算长度 / 154 四、外压容器的加强圈 / 156 单元五 容器附件 / 158 一、法兰 / 158 二、人孔与手孔 / 162 三、支座 / 162 四、压力容器的开孔与补强 / 169 五、安全装置 / 170 六、其他附件 / 171 小结 / 173 拓展阅读 上天有“天宫” 下海有“蛟龙” / 173 思考与练习 / 174 思路点拨 / 175 模块五 塔设备 / 176 【学习目标】 / 176 单元一 塔设备的结构与应用 / 176 一、塔设备的基本要求 / 176 二、塔设备的总体结构 / 177 三、塔设备的选用原则 / 177 单元二 板式塔 / 178 一、总体结构与基本类型 / 178 二、塔盘结构 / 181 三、除沫装置 / 190 四、进出口管装置 / 191 单元三 填料塔 / 194 一、总体结构 / 194 二、填料 / 194 三、填料支承装置 / 195 四、喷淋装置 / 196 五、液体再分布装置 / 201 单元四 塔设备日常维护与故障处理 / 202 一、塔设备的操作及维护 / 202 二、塔设备常见机械故障及排除方法 / 203 小结 / 204 拓展阅读 亚洲*大单体石化塔器运抵广东石化建设现场 / 204 思考与练习 / 205 思路点拨 / 206 模块六 换热器 / 207 【学习目标】 / 207 单元一 换热器的应用与分类 / 208 一、换热器的应用 / 208 二、换热器的分类及特点 / 208 三、换热器的选用 / 210 单元二 管壳式换热器 / 211 一、管壳式换热器主要结构类型及特点 / 211 二、管壳式换热器主要零部件 / 213 三、管壳式换热器标准简介及型号表示方法 / 218 单元三 其他类型换热器 / 220 一、板面式换热器 / 220 二、废热锅炉 / 224 三、套管式换热器 / 226 四、热管换热器 / 226 单元四 换热器日常维护与故障处理 / 228 一、换热器的日常维护 / 228 二、换热器的压力试验 / 229 三、换热器的清洗 / 231 四、换热器常见故障与处理方法 / 232 小结 / 233 拓展阅读 我国著名石油化工机械专家——时铭显 / 233 思考与练习 / 234 思路点拨 / 235 模块七 反应设备 / 236 【学习目标】 / 236 单元一 反应设备的应用与分类 / 236 一、反应设备的应用 / 236 二、反应设备的分类 / 237 单元二 釜式反应器 / 238 一、搅拌反应釜的结构 / 238 二、釜体及传热装置 / 239 三、搅拌装置 / 242 四、传动装置 / 247 五、轴封装置和内部构件 / 248 单元三 其他类型反应器 / 252 一、固定床反应器 / 252 二、流化床反应器 / 254 三、管式反应器 / 260 单元四 反应器的操作与维护 / 261 一、釜式反应器的操作与维护 / 261 二、固定床反应器的操作与维护 / 264 三、流化床反应器的操作与维护 / 266 小结 / 267 拓展阅读 催化裂化工程技术奠基人——陈俊武 / 267 思考与练习 / 268 思路点拨 / 270 模块八 泵 / 271 【学习目标】 / 271 单元一 泵的类型和主要性能参数 / 271 一、泵的应用与分类 / 272 二、泵的特性及适用范围 / 272 三、泵的主要性能参数 / 273 单元二 离心泵 / 274 一、离心泵的结构、类型及编号 / 274 二、离心泵的工作原理 / 276 三、离心泵的主要零部件 / 276 四、离心泵的汽蚀及预防 / 278 五、离心泵的操作与维护 / 281 六、离心泵的润滑 / 284 七、离心泵的常见故障及消除方法 / 284 单元三 其他类型泵 / 286 一、其他类型泵简述 / 286 二、典型化工用泵的特点和选用要求 / 294 小结 / 296 拓展阅读 泵行业技术的创新与未来的展望 / 297 思考与练习 / 297 思路点拨 / 298 模块九 化工管道与阀门 / 299 【学习目标】 / 299 单元一 化工管道 / 299 一、管道分类 / 299 二、管道布置 / 303 三、管道安装和连接 / 305 四、管道配件 / 307 五、管道的使用与维护 / 308 单元二 阀门 / 309 一、阀门的分类和型号 / 309 二、常用阀门的结构及特点 / 312 三、阀门的操作、维护与检修 / 315 四、阀门常见故障及排除方法 / 316 小结 / 317 拓展阅读 西气东输四线管道工程 / 317 思考与练习 / 318 思路点拨 / 319 参考文献 / 320