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绪论1

1　压力容器导言8

1.1 压力容器总体结构8

1.1.1 压力容器基本组成8

1.1.2 压力容器零部件间的焊接10

1.2　压力容器分类10

1.2.1　介质危害性11

1.2.2　压力容器分类12

1.3　压力容器规范标准14

1.3.1 国外主要规范标准简介14

1.3.2 国内主要规范标准介绍16

思考题20

2　压力容器应力分析21

2.1 载荷分析21

2.1.1 载荷21

2.1.2 载荷工况22

2.2 回转薄壳应力分析23

2.2.1 薄壁圆筒的应力23

2.2.2 回转薄壳的无力矩理论24

2.2.3 无力矩理论的基本方程26

2.2.4 无力矩理论的应用29

2.2.5 回转薄壳的不连续分析33

2.3 厚壁圆筒应力分析39

2.3.1 弹性应力39

2.3.2 弹塑性应力46

2.3.3 屈服压力和爆破压力49

2.3.4 提高屈服承载能力的措施51

2.4 平板应力分析52

2.4.1 概述52

2.4.2 圆平板对称弯曲微分方程53

2.4.3 圆平板中的应力56

2.4.4 承受轴对称载荷时环板中的应力59

2.5 壳体失稳应力分析60

2.5.1 概述60

2.5.2 外压薄壁圆柱壳弹性失稳分析61

2.5.3 其他回转薄壳的临界压力68

2.6 典型局部应力70

2.6.1 概述70

2.6.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力70

2.6.3 降低局部应力的措施73

思考题74

习题75

3　压力容器材料及环境和时间对其性能的影响77

3.1　压力容器材料77

3.1.1 压力容器常用钢材77

3.1.2 有色金属和非金属79

3.2 压力容器制造工艺对钢材性能的影响80

3.2.1 塑性变形80

3.2.2 焊接81

3.2.3 热处理84

3.3 环境对压力容器用钢性能的影响86

3.3.1 温度86

3.3.2 介质89

3.3.3 加载速率93

3.4　压力容器材料选择93

3.4.1 压力容器用钢的基本要求93

3.4.2 压力容器钢材的选择95

思考题97

4　压力容器设计98

4.1 概述98

4.1.1 设计要求98

4.1.2　设计文件98

4.1.3 设计条件99

4.2 设计准则100

4.2.1 压力容器失效100

4.2.2 强度失效设计准则103

4.2.3 刚度失效设计准则105

4.2.4 失稳失效设计准则106

4.2.5 泄漏失效设计准则106

4.3 常规设计106

4.3.1 概述106

4.3.2 圆筒设计108

4.3.3 封头设计126

4.3.4 密封装置设计135

4.3.5 开孔和开孔补强设计160

4.3.6 支座和检查孔166

4.3.7　安全泄放装置168

4.3.8 焊接结构设计171

4.3.9 耐压试验177

4.3.10 泄漏试验178

4.4 分析设计179

4.4.1 概述179

4.4.2 压力容器的应力分类181

4.4.3 应力强度计算184

4.4.4 应力强度限制186

4.4.5 分析设计的应用189

4.5　疲劳分析190

4.5.1 概述190

4.5.2 低循环疲劳曲线190

4.5.3 压力容器的疲劳设计194

4.5.4 影响疲劳寿命的其他因素197

4.6 压力容器设计技术进展197

4.6.1 可靠性设计197

4.6.2　优化设计198

4.6.3 计算机辅助设计198

思考题199

习题200

5　储运设备202

5.1 概述202

5.1.1 储存介质的性质202

5.1.2　装量系数202

5.1.3 环境对储存设备的影响203

5.2　储罐的结构203

5.2.1 卧式圆柱形储罐203

5.2.2 立式平底筒形储罐204

5.2.3　球形储罐207

5.2.4　低温储槽211

5.3 卧式储罐设计212

5.3.1 支座结构及布置212

5.3.2 设计计算214

5.4 移动式压力容器225

5.4.1 基本结构225

5.4.2 罐体设计要点227

思考题228

习题228

6　换热设备229

6.1　概述229

6.1.1 换热设备的应用229

6.1.2 换热设备分类及其特点229

6.1.3　换热器选型238

6.1.4 换热器相关技术发展动向239

6.2 管壳式换热器240

6.2.1 基本类型240

6.2.2 管壳式换热器结构242

6.2.3 管板设计251

6.2.4　膨胀节设计254

6.2.5 管束振动和防止254

6.2.6　设计方法257

6.3 传热强化技术258

6.3.1 传热强化概述258

6.3.2 扩展表面及内插件强化传热260

6.3.3 壳程强化传热264

思考题266

7　塔设备267

7.1　概述267

7.1.1 塔设备的应用267

7.1.2　塔设备的选型267

7.2　填料塔270

7.2.1　填料270

7.2.2 填料塔内件的结构设计274

7.3　板式塔281

7.3.1　板式塔的分类281

7.3.2　板式塔的结构282

7.3.3 板式塔塔盘的结构287

7.4　塔设备的附件295

7.4.1 除沫器295

7.4.2　裙座296

7.4.3 吊柱298

7.5 塔的强度设计299

7.5.1 塔的固有周期299

7.5.2　塔的载荷分析302

7.5.3 筒体的强度及稳定性校核309

7.5.4 裙座的强度及稳定性校核310

7.6　塔设备的振动312

7.6.1 风的诱导振动312

7.6.2　塔设备的防振314

思考题315

8　反应设备316

8.1　概述316

8.1.1 反应设备的应用316

8.1.2 反应设备的分类与特征316

8.1.3 常见反应设备的特点317

8.2　机械搅拌反应设备321

8.2.1 基本结构321

8.2.2　搅拌容器322

8.2.3　搅拌器325

8.2.4　搅拌轴设计334

8.2.5 密封装置338

8.2.6 传动装置343

8.2.7　机械搅拌设备技术进展345

8.3 微反应器347

8.3.1 概述347

8.3.2　微／纳反应器348

8.3.3 微反应器的加工制造349

8.3.4 微反应器的发展前景353

思考题353

习题353

附录A　钢制压力容器设计常用标准355

附录B　过程设备设计图样的表达特点和设计实例357

附录C　中英文术语对照368

附录D　压力容器材料372

附录E　过程设备设计常用网址380

参考文献381