化工設備課程設計指導

前言

化工類專業(yè)的“化工設備機械基礎”課程設計、過程裝備與控制工程專業(yè)的“過程設備設計”課程設計和畢業(yè)設計都是十分重要的教學環(huán)節(jié)之一。通過多年的化工設備課的講授和化工類專業(yè)化工設備機械基礎課程設計、過程裝備與控制專業(yè)的課程設計和畢業(yè)設計指導，深感學生在做課程設計、畢業(yè)設計過程中不知如何下手，需要較系統(tǒng)的指導用書。雖然學生學過很多前期課程，但作為綜合考查學生設計能力的課程設計和畢業(yè)設計來說，顯得有點支離破碎，造成學生對設計過程、設計內(nèi)容和設計步驟不夠清晰。同時教材中對標準的講述過于簡單，很多學生不能正確應用，甚至不知道化工設備設計需要哪些標準。更重要的是，從設計單位反饋的信息，普遍反映畢業(yè)生到單位后，工程設計觀念淡薄，化工設備設計深度不夠等?；诖?，編寫了這本化工設備課程設計指導用書。 本書力求簡明扼要，通俗易懂，方便使用。系統(tǒng)介紹了化工設備圖樣繪制基礎知識、化工設備設計基礎理論、選材、常用零部件標準等知識。詳細介紹了固定管板式換熱器、塔設備和攪拌設備等典型化工設備設計內(nèi)容，并給出具體的設計示例，使學生了解和掌握化工設備的主要設計內(nèi)容和設計規(guī)定，保證在有限的設計時間內(nèi)順利完成化工設備設計，為日后走上設計工作崗位打下良好的基礎。 本書由方書起擔任主編，負責全書的統(tǒng)稿和修改工作；魏新利教授擔任主審。參加編寫的人員有：方書起（第1章、第3章、第4章和附錄）；李洪亮（第2章、第5章）；劉宏（第6章）；陳俊英（第7章）。

內(nèi)容概要

本書是為高等工科院?；?、過程裝備與控制工程和輕工類等相關專業(yè)配合課程設計和畢業(yè)設計編寫的設計指導用書。全書共分七章，介紹了化工設備圖樣繪制基礎知識、化工設備設計基礎理論、選材、常用零部件標準等知識。詳細介紹了固定管板式換熱器、塔設備和攪拌設備等典型化工設備設計內(nèi)容，并給出具體的設計示例。    本書可作為本科生教材和化工設備初級設計人員培訓教材，亦可供工程技術人員在從事化工設備設計時參考使用。

書籍目錄

第1章  圖樣繪制基礎知識1  1.1  設計文件的分類和組成1    1.1.1  設計文件的分類1    1.1.2  設計文件的組成2  1.2  制圖基本規(guī)定2    1.2.1  圖紙幅面和格式2    1.2.2  繪圖比例4    1.2.3  字體5    1.2.4  圖線5    1.2.5  尺寸標注7  1.3  化工設備圖樣基本內(nèi)容及其布局10    1.3.1  圖紙布局要求10    1.3.2  標題欄10    1.3.3  質(zhì)量和蓋章欄12    1.3.4  明細欄13    1.3.5  管口表14    1.3.6  設計數(shù)據(jù)表15  1.4  化工設備圖的視圖表達18    1.4.1  化工設備結(jié)構(gòu)特點及圖樣表達特點18    1.4.2  化工設備圖樣的繪圖步驟20  1.5  常見幾何作圖方法和技巧21    1.5.1  橢圓形封頭作圖方法21    1.5.2  彎管作圖方法22    1.5.3  螺紋件的畫法23第2章  化工設備用鋼材25  2.1  化工設備用鋼材簡介25    2.1.1  碳素結(jié)構(gòu)鋼25    2.1.2  低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼25    2.1.3  優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼25    2.1.4  合金結(jié)構(gòu)鋼25    2.1.5  不銹鋼26    2.1.6  耐熱鋼26  2.2  壓力容器用鋼板和鋼管26    2.2.1  壓力容器用鋼板26    2.2.2  壓力容器用鋼管27    2.2.3  壓力容器用焊接材料28  2.3  化工設備用鋼材的選擇29第3章  常用零部件33  3.1  鋼制壓力容器封頭33    3.1.1  壓力容器封頭分類及標準33    3.1.2  標準橢圓形封頭34  3.2  鋼制壓力容器支座36    3.2.1  容器支座分類36    3.2.2  鞍式支座36    3.2.3  腿式支座41    3.2.4  耳式支座44    3.2.5  支承式支座48  3.3  壓力容器法蘭組件53    3.3.1  壓力容器法蘭組件的構(gòu)成和選用53    3.3.2  壓力容器法蘭54    3.3.3  壓力容器法蘭用等長雙頭螺柱57    3.3.4  壓力容器用墊片57  3.4  管法蘭組件59    3.4.1  管法蘭60    3.4.2  法蘭蓋63    3.4.3  管法蘭用墊片63    3.4.4  管法蘭用緊固件65  3.5  壓力容器用檢查孔65    3.5.1  檢查孔分類及標記65    3.5.2  壓力容器用人孔67    3.5.3  壓力容器用手孔70  3.6  視鏡72  3.7  液面計74  3.8  補強圈75第4章  壓力容器設計基礎知識77  4.1  壓力容器分類77    4.1.1  壓力容器分類77    4.1.2  壓力容器類別劃分77  4.2  壓力容器圓筒的設計79    4.2.1  壓力容器公稱直徑系列79    4.2.2  內(nèi)壓圓筒的設計79    4.2.3  外壓圓筒的設計81    4.2.4  外壓圓筒加強圈的設計83  4.3  標準橢圓形封頭設計85    4.3.1  內(nèi)壓橢圓形封頭的設計85    4.3.2  外壓橢圓形封頭的設計85  4.4  開孔及開孔補強86    4.4.1  開孔尺寸86    4.4.2  常見開孔補強結(jié)構(gòu)86    4.4.3  等面積補強計算87  4.5  壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)88    4.5.1  焊接接頭形式及分類88    4.5.2  常見焊接結(jié)構(gòu)形式和尺寸89    4.5.3  焊接接頭在圖紙上的表達90  4.6  安全閥的計算91    4.6.1  壓力容器安全泄放量的計算91    4.6.2  安全閥排放面積的計算92    4.6.3  安全閥型號93  4.7  壓力試驗94    4.7.1  耐壓試驗94    4.7.2  泄漏試驗95  4.8  計算示例96    4.8.1  內(nèi)壓容器設計計算96    4.8.2  外壓容器設計計算97    4.8.3  開孔補強計算99第5章  固定管板式換熱器設計102  5.1  換熱器殼體102  5.2  換熱管102  5.3  管板103    5.3.1  管板厚度103    5.3.2  換熱管的排列103    5.3.3  管孔尺寸104    5.3.4  拉桿孔104    5.3.5  管板密封面104    5.3.6  管板強度計算104  5.4  換熱管與管板的連接106    5.4.1  強度脹接107    5.4.2  強度焊接107    5.4.3  脹焊并用107  5.5  管板與殼體的連接107  5.6  管箱108  5.7  接管109  5.8  折流板與支持板109    5.8.1  折流板與支持板的形式109    5.8.2  折流板與支持板的尺寸110    5.8.3  折流板的布置111  5.9  拉桿與定距管111    5.9.1  拉桿的結(jié)構(gòu)形式111    5.9.2  拉桿尺寸111    5.9.3  拉桿的布置112  5.10  防沖板與導流筒112  5.11  波形膨脹節(jié)113  5.12  支座113  5.13  設計示例113第6章  塔設備設計123  6.1  塔設備的分類和總體結(jié)構(gòu)123    6.1.1  塔設備的分類123    6.1.2  塔設備的總體結(jié)構(gòu)123  6.2  塔設備設計的內(nèi)容和步驟125    6.2.1  塔設備設計的內(nèi)容125    6.2.2  塔設備設計的步驟125  6.3  板式塔的塔盤結(jié)構(gòu)設計125  6.4  填料塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)設計126    6.4.1  填料支承裝置126    6.4.2  液體分布器和再分布器126  6.5  塔設備輔助裝置及附件127    6.5.1  裙座127    6.5.2  接管133    6.5.3  人孔和手孔136    6.5.4  塔頂?shù)踔暗醵?36    6.5.5  除沫裝置138  6.6  塔設備的強度和穩(wěn)定性計算138    6.6.1  塔設備的設計準則138    6.6.2  質(zhì)量載荷138    6.6.3  自振周期140    6.6.4  風載荷140    6.6.5  地震載荷142    6.6.6  偏心彎矩144    6.6.7  最大彎矩144    6.6.8  圓筒形塔殼軸向應力校核144    6.6.9  塔設備壓力試驗時的應力校核145    6.6.10  裙座殼軸向應力校核146    6.6.11  地腳螺栓座147    6.6.12  裙座與塔殼連接焊縫149  6.7  設計示例150第7章  攪拌設備設計157  7.1  概述157  7.2  容器尺寸的確定及結(jié)構(gòu)選型158    7.2.1  罐體幾何尺寸確定158    7.2.2  頂蓋結(jié)構(gòu)158    7.2.3  傳熱部件結(jié)構(gòu)158    7.2.4  攪拌容器強度計算159  7.3  攪拌裝置設計160    7.3.1  攪拌器設計和選型160    7.3.  攪拌軸設計162  7.4  傳動裝置設計164    7.4.1  傳動方式及選型165    7.4.2  電動機選用165    7.4.3  減速器選用166    7.4.4  凸緣法蘭與安裝底蓋選用166    7.4.5  機架選用166    7.4.6  聯(lián)軸器選用167    7.4.7  攪拌軸中間軸承和底軸承選用167  7.5  軸封選用169    7.5.1  填料密封169    7.5.2  機械密封170  7.6  工藝接管及附件選用170    7.6.1  工藝接管170    7.6.2  人、手孔171    7.6.3  擋板171    7.6.4  支座172    7.6.5  視鏡173  7.7  設計示例173附錄178  附錄一  鋼材許用應力表178  附錄二  鋼材彈性模量表180  附錄三  鋼材平均線膨脹系數(shù)表180  附錄四  壓力容器法蘭、墊片、螺柱、螺母材料匹配表181  附錄五  PN系列各種類型管法蘭的密封面形式及其適用范圍182  附錄六  壓力容器人、手孔用墊片（圈）代號184  附錄七  外壓容器圖算法用圖185  附錄八  管道內(nèi)流體的常用流速范圍188  附錄九  設備及其操作安全距離188參考文獻189

章節(jié)摘錄

插圖：1.3.1 圖紙布局要求化工設備圖樣有多種，不同的圖樣有不同的布局格式，如圖1-16所示。圖1-16（a）是化工設備裝配圖的布局格式，通常包含：一組視圖（包括管口方位圖、局部放大圖等）、標題欄、明細欄、管口表、設計數(shù)據(jù)表等。圖1-16（b）是部件圖的布局格式。圖1-16（c）是部件圖和零件圖畫在同一張圖樣中的布局格式。該圖樣中的零件一般是該部件所包含的零件，但也可以是其他零件。圖1-16（d）是多個零件畫在同一張圖樣中的布局格式（一張圖樣中也可以只畫一個零件圖）。一張圖樣中到底該畫幾個零件，沒有具體的規(guī)定，但每一分區(qū)內(nèi)只能畫一個零件，分區(qū)樣式如圖1-2所示。1.3.2 標題欄.化工設備圖樣中的標題欄、明細欄、設計數(shù)據(jù)表等，不同行業(yè)、不同單位使用的圖表格式不盡相同，但所包含的內(nèi)容基本上都是一致的。（1）標題欄格式化工設備圖樣的標題欄有主標題欄和簡單標題欄之分。每一張圖紙的右下角都必須有主標題欄，每一個部件圖、零件圖都必須還有一個簡單標題欄，主標題欄和簡單標題欄的位置如圖1-16所示。標題欄的格式如圖1-17所示，邊框線型均為粗實線，其余線型均為細實線。

編輯推薦

《化工設備課程設計指導》為高等學校教材之一。

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