過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)

前言

本書(shū)第一版和第二版分別榮獲“第六屆全國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)”和“第八屆全國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)”，第二版為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，本版為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，并得到教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”和浙江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于提高學(xué)生實(shí)踐能力的過(guò)控專業(yè)教材和虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”的支持?？紤]到本書(shū)前兩版使用范圍較廣，在修訂過(guò)程中遵循了保持編排結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定、反映過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)最新成果、展現(xiàn)學(xué)科發(fā)展前沿的原則；同時(shí)也介紹了由于近幾年來(lái)，具有極端尺度或者在極端條件下工作的過(guò)程設(shè)備日趨增加，材料、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、運(yùn)輸和安裝等方面的新難題不斷出現(xiàn)，過(guò)程設(shè)備制造、使用過(guò)程中節(jié)能降耗的綠色環(huán)保要求越來(lái)越高，出現(xiàn)的許多與過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)有關(guān)的新概念、新觀點(diǎn)、新方法和新標(biāo)準(zhǔn)。本書(shū)由鄭津洋、董其伍和桑芝富主編；大連理工大學(xué)丁信偉教授主審；華東理工大學(xué)蔡仁良教授審定。浙江大學(xué)鄭津洋教授主持修訂和統(tǒng)稿工作。參加修訂工作的有浙江大學(xué)鄭津洋教授（緒論、第1章、第4章4.2 節(jié)和4.6 節(jié)，以及附錄A、附錄C、附錄D和附錄E）、陳志平教授[4.1 節(jié)、4.3 節(jié)（除4.3.4 ）、第5章]、葉德潛副教授（附錄B）；浙江大學(xué)楊健副教授和杭州杭氧股份有限公司張淑文高工（第8章）；鄭州大學(xué)董其伍教授和劉敏珊教授（第2章、第6章）；南京工業(yè)大學(xué)桑芝富教授（第7章）；北京化工大學(xué)錢才富教授和浙江大學(xué)鄭津洋教授（4.4 節(jié)、4.5 節(jié)）；遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院王非教授級(jí)高工[第3章（除3.3 中的流動(dòng)腐蝕）]；全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站秦叔經(jīng)教授級(jí)高工（4.3.4 節(jié)）；浙江理工大學(xué)偶國(guó)富教授（3.3 中的流動(dòng)腐蝕）。借此機(jī)會(huì)，向?qū)Ρ緯?shū)提出過(guò)建設(shè)性修改意見(jiàn)的蘇義腦院士、王玉明院士、高金吉院士、陳鋼、宋繼紅、高繼軒、王曉雷、李軍、張建榮、黃強(qiáng)華、陳學(xué)東、涂善東、壽比南、朱國(guó)輝、李培寧、王志文、潘家禎等，以及參加過(guò)本書(shū)前兩版編寫(xiě)工作的林興華、魏新利、卓震、徐思浩等，深表謝意。全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)陳志偉、中國(guó)五環(huán)化學(xué)工程公司王榮貴及浙江大學(xué)劉鵬飛、葉建軍、唐萍、師俊、石麗娜等在本書(shū)制圖、校對(duì)方面付出了辛勤勞動(dòng)，特此致謝。限于編者水平，雖經(jīng)努力，修改后的教材恐仍有不妥甚至錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。在修訂過(guò)程中仍保留了前兩版的編排結(jié)構(gòu)，以及由淺入深、內(nèi)容豐富、突出基本概念和設(shè)計(jì)思想的風(fēng)格，補(bǔ)充和修改了部分內(nèi)容，增加了部分新內(nèi)容，以反映過(guò)程設(shè)備的最新成果。     全書(shū)分緒論、壓力容器篇和過(guò)程設(shè)備篇。在緒論中綜合介紹過(guò)程設(shè)備特點(diǎn)、基本要求和設(shè)計(jì)內(nèi)涵；壓力容器篇包括壓力容器結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分析、材料及時(shí)間和環(huán)境對(duì)其性能的影響、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、常規(guī)設(shè)計(jì)、分析設(shè)計(jì)和疲勞設(shè)計(jì)等；過(guò)程設(shè)備篇包括儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、換熱設(shè)備、塔設(shè)備和反應(yīng)設(shè)備。     本書(shū)適合作為“過(guò)程裝備與控制工程”專業(yè)的教材或教學(xué)參考資料，也可供其他專業(yè)選用和社會(huì)讀者閱讀。

書(shū)籍目錄

緒論1 壓力容器導(dǎo)言  1.1 壓力容器總體結(jié)構(gòu)  1.2 壓力容器分類  1.3 壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)  思考題2 壓力容器應(yīng)力分析  2.1 載荷分析  2.2 回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析  2.3 厚壁圓筒應(yīng)力分析  2.4 平板應(yīng)力分析  2.5 殼體失穩(wěn)應(yīng)力分析  2.6 典型局部應(yīng)力  思考題  習(xí)題3 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響  3.1 壓力容器材料  3.2 壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響  3.3 環(huán)境對(duì)壓力容器用鋼性能的影響  3.4 壓力容器材料選擇  思考題4 壓力容器設(shè)計(jì)  4.1 概述  4.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則  4.3 常規(guī)設(shè)計(jì)  4.4 分析設(shè)計(jì)  4.5 疲勞分析  4.6 壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展  思考題  習(xí)題5 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備  5.1 概述  5.2 儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)  5.3 臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)  5.4 移動(dòng)式壓力容器  思考題  習(xí)題6 換熱設(shè)備  6.1 概述  6.2 管殼式換熱器  6.3 傳熱強(qiáng)化技術(shù)  思考題7 塔設(shè)備  7.1 概述  7.2 填料塔  7.3 板式塔  7.4 塔設(shè)備的附件  7.5 塔的強(qiáng)度設(shè)計(jì)  7.6 塔設(shè)備的振動(dòng)  思考題8 反應(yīng)設(shè)備  8.1 概述  8.2 機(jī)械攪拌反應(yīng)設(shè)備  8.3 微反應(yīng)器  思考題  習(xí)題附錄A 鋼制壓力容器設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)附錄B 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)圖樣的表達(dá)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)例附錄C 中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照附錄D 壓力容器材料附錄E 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)常用網(wǎng)址參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：從原材料到產(chǎn)品，要經(jīng)過(guò)一系列物理的、化學(xué)的或者生物的加工處理步驟，這一系列加工處理步驟稱為過(guò)程。過(guò)程需要由設(shè)備來(lái)完成物料的粉碎、混合、儲(chǔ)存、分離、傳熱、反應(yīng)等操作。例如，流體輸送過(guò)程需要有泵、壓縮機(jī)、管道、儲(chǔ)罐等設(shè)備。過(guò)程設(shè)備必須滿足過(guò)程的要求。設(shè)備的新設(shè)計(jì)、新材料和新制造技術(shù)是在過(guò)程的要求下發(fā)展起來(lái)的，沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)備，過(guò)程也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)的功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)（性能、質(zhì)量、成本等）要求，綜合考慮環(huán)境要求和資源利用率，運(yùn)用工藝、機(jī)械、控制、力學(xué)、材料，以及美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性勞動(dòng)，制定可用于制造的技術(shù)文件。本課程主要介紹流體儲(chǔ)運(yùn)、傳熱、傳質(zhì)和反應(yīng)設(shè)備的一般設(shè)計(jì)方法，是一門(mén)涉及多門(mén)學(xué)科、綜合性很強(qiáng)的課程。（1）過(guò)程設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程設(shè)備在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，是化工、煉油、輕工、交通、食品、制藥、冶金、紡織、城建、海洋工程等傳統(tǒng)部門(mén)所必需的關(guān)鍵設(shè)備。一些高新技術(shù)領(lǐng)域，如航空航天技術(shù)、先進(jìn)能源技術(shù)、先進(jìn)防御技術(shù)等，也離不開(kāi)過(guò)程設(shè)備。現(xiàn)舉幾個(gè)典型例子如下。①加氫反應(yīng)器加氫反應(yīng)是現(xiàn)代石油煉制工藝中最重要的轉(zhuǎn)化過(guò)程之一，無(wú)論是加氫精制還是加氫裂化都得到廣泛應(yīng)用。例如，石油的加氫精制是將品質(zhì)低劣的油品，在一定溫度（200～450"C）、壓力和氫氣存在的條件下，通過(guò)催化劑床層，將非烴化合物中的S、N、O轉(zhuǎn)化為易于除去的HZS、NH3和Hz0，使不安定的烯烴，特別是二烯烴和某些稠環(huán)芳烴飽和，從而改善油品的性能。加氫反應(yīng)器是加氫過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備。②儲(chǔ)氫容器氫氣是一種清潔、可儲(chǔ)存、可循環(huán)、可持續(xù)的能源。液態(tài)氫已被用作新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、人造衛(wèi)星和宇宙飛船中的液態(tài)燃料。這種液態(tài)燃料必須儲(chǔ)存在深冷容器中。例如液氫一液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)試時(shí)，需要有液氫和液氧深冷高壓容器，其中液氫高壓容器的設(shè)計(jì)壓力達(dá).40MPA，設(shè)計(jì)溫度為-253℃。高壓氣態(tài)氫是現(xiàn)階段氫能汽車的主導(dǎo)儲(chǔ)氫方式。車載儲(chǔ)氫容器的壓力為35～70MPa。加氫站用儲(chǔ)氫容器的壓力達(dá)到40～75MPa。

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《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)(第3版)》：普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

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