了得網研究生_化工機械基礎(陳國桓)（第三版）

內容簡介

全書共分五篇。**篇工程力學，包括物體的受力分析及其平衡條件、直杆的拉伸和壓縮、直梁的彎曲、剪切、圓軸的扭轉、基本變形小結；第二篇材料與焊接，包括化工設備材料、焊接；第三篇容器設計，包括容器設計基礎、容器零部件設計、容器設計舉例；第四篇典型化工設備，包括塔設備、管殼式換熱器；第五篇機械傳動，包括帶傳動、齒輪傳動。書後有附錄等相關內容。

本書可作為高等學校化學工程與工藝專業及相近專業(石化、生化、制藥、冶金、環保、能源等)的本科生教材，也可供相關部門的科研、設計和生產單位的工程技術人員參考。

**篇工程力學/1
第1章物體的受力分析及其平衡條件/2
1.1力的概念和基本性質2
1.2力矩與力偶5
1.3物體的受力分析及受力圖8
1.4平面力繫的平衡方程13
思考題17
第2章直杆的拉伸和壓縮/18
2.1直杆的拉伸和壓縮19
2.2拉伸和壓縮時材料的力學性能22
2.3拉伸和壓縮的強度條件29
思考題32
第3章直梁的彎曲/33
3.1梁的彎曲實例與概念33**篇工程力學/1

第1章物體的受力分析及其平衡條件/2

1.1力的概念和基本性質2

1.2力矩與力偶5

1.3物體的受力分析及受力圖8

1.4平面力繫的平衡方程13

思考題17

第2章直杆的拉伸和壓縮/18

2.1直杆的拉伸和壓縮19

2.2拉伸和壓縮時材料的力學性能22

2.3拉伸和壓縮的強度條件29

思考題32

第3章直梁的彎曲/33

3.1梁的彎曲實例與概念33

3.2梁橫截面上的內力——剪力與彎矩34

3.3彎矩方程與彎矩圖36

3.4彎曲時橫截面上的正應力及其分布規律42

3.5梁彎曲時的強度條件45

3.6梁截面合理形狀的選擇47

3.7梁的彎曲變形49

思考題52

第4章剪切/53

4.1剪切變形的概念53

4.2剪力、切應力與剪切強度條件53

4.3擠壓的概念和強度條件55

4.4剪切變形和剪切虎克定律55

思考題56

第5章圓軸的扭轉/57

5.1圓軸扭轉的實例與概念57

5.2扭轉時的外力和內力58

5.3扭轉時橫截面上的應力60

5.4扭轉的強度條件64

5.5圓軸的扭轉變形與剛度條件65

思考題67

第6章基本變形小結/68

**篇習題70

參考文獻76

第二篇材料與焊接/77

第7章化工設備材料/78

7.1概述78

7.2材料的性能78

7.3鐵碳合金81

7.4鋼的分類86

7.5有色金屬材料95

7.6非金屬材料97

7.7化工設備的腐蝕及防腐措施99

7.8化工設備的材料選擇104

思考題105

第8章焊接/107

8.1電弧焊107

8.2焊接材料109

8.3焊接接頭和坡口形式112

8.4焊接缺陷與焊接質量檢驗114

思考題116

參考文獻116

第三篇容器設計/119

第9章容器設計基礎/120

9.1概述120

9.2內壓薄壁容器設計125

9.3外壓圓筒設計134

9.4封頭的設計144

思考題153

第10章容器零部件設計/154

10.1法蘭連接154

10.2容器支座163

10.3容器的開孔與附件169

思考題173

第11章容器設計舉例/174

11.1罐體壁厚設計174

11.2封頭壁厚設計174

11.3鞍座設計175

11.4人孔設計175

11.5人孔補強確定176

11.6接口管設計176

11.7設備總裝配圖176

第三篇習題178

參考文獻180

第四篇典型化工設備/181

第12章塔設備/182

12.1概述182

12.2板式塔結構182

12.3填料塔188

12.4塔體強度計算198

12.5裙座的強度計算205

思考題210

第13章管殼式換熱器/211

13.1概述211

13.2管殼式換熱器的結構形式212

13.3管殼式換熱器構件213

13.4管殼式換熱器的強度計算225

13.5管殼式換熱器標準簡介230

參考文獻231

第五篇機械傳動/233

第14章帶傳動/234

14.1概述234

14.2帶傳動的工作原理及工作情況分析235

14.3V形帶傳動的設計計算237

14.4V形帶輪241

14.5V形帶的布置、使用和維修243

14.6同步齒形帶傳動簡介244

思考題246

第15章齒輪傳動/247

15.1概述247

15.2齒廓囓合的基本定律247

15.3漸開線和漸開線齒廓的囓合特性248

15.4漸開線標準直齒圓柱齒輪各部分名稱和基本尺寸250

15.5一對漸開線齒輪的囓合傳動252

15.6齒輪的加工方法及變位齒輪253

15.7齒輪輪齒的失效形式256

15.8直齒圓柱齒輪傳動的強度計算257

15.9齒輪材料與許用應力261

15.10齒輪的構造262

思考題265

第五篇習題266

參考文獻266

附錄/267

附錄1我國不鏽鋼與美國不鏽鋼牌號近似對照（摘自GB.150—2011）267

附錄2鋼材彈性模量(摘自GB.150—2011)268

附錄3鋼材平均線膨脹繫數(摘自GB.150—2011)268

附錄4鋼材許用應力（包括碳素結構鋼鋼板、壓力容器用鋼板、低溫壓力容器用鋼板、高合金鋼板，摘自GB.150—2011及GB.150—1998）269

附錄5碳素鋼和低合金鋼鋼管許用應力（摘自GB.150—2011）272

附錄6熱軋工字鋼規格及截面特性參數（摘自GB.706—2008）273

附錄7鋼制壓力容器用甲型平焊法蘭的結構形式和繫列尺寸

（摘自NB/T.47021—2012）274

附錄8管法蘭中，突面、凹凸面、榫槽面的密封面尺寸

（摘自HG/T.20592—2009）276

附錄9板式平焊鋼制管法蘭參數（摘自HG/T 20592—2009）277

附錄10有關筒體和封頭的數據280

前言

化學工業是國民經濟的基礎和支柱性產業，主要包括無機化工、有機化工、精細化工、生物化工、能源化工、化工新材料等，遍及國民經濟建設與發展的重要領域。化學工業在世界各國國民經濟中占據重要位置，自2010年起，我國化學工業經濟總量居全球**。
高等教育是推動社會經濟發展的重要力量。當前我國正處在加快轉變經濟發展方式、推動產業轉型升級的關鍵時期。化學工業要以加快轉變發展方式為主線，加快產業轉型升級，增強科技創新能力，進一步加大節能減排、聯合重組、技術改造、安全生產、兩化融合力度，提高資源能源綜合利用效率，大力發展循環經濟，實現化學工業集約發展、清潔發展、低碳發展、安全發展和可持續發展。化學工業轉型迫切需要大批高素質創新人纔，培養適應經濟社會發展需要的高層次人纔正是大學*重要的歷史使命和戰略任務。
高等學校化工類專業教學指導委員會(簡稱“化工教指委”)是聘請並領導的專家組織，其主要職責是以人纔培養為本，開展高等學校本科化工類專業教學的研究、咨詢、指導、評估、服務等工作。高等學校本科化工類專業包括化學工程與工藝、資源循環科學與工程、能源化學工程、化學工程與工業生物工程等，培養化工、能源、信息、材料、環保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等領域從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的工程技術人纔，對國民經濟的發展具有重要的支撐作用。化學工業是國民經濟的基礎和支柱性產業，主要包括無機化工、有機化工、精細化工、生物化工、能源化工、化工新材料等，遍及國民經濟建設與發展的重要領域。化學工業在世界各國國民經濟中占據重要位置，自2010年起，我國化學工業經濟總量居全球**。

高等教育是推動社會經濟發展的重要力量。當前我國正處在加快轉變經濟發展方式、推動產業轉型升級的關鍵時期。化學工業要以加快轉變發展方式為主線，加快產業轉型升級，增強科技創新能力，進一步加大節能減排、聯合重組、技術改造、安全生產、兩化融合力度，提高資源能源綜合利用效率，大力發展循環經濟，實現化學工業集約發展、清潔發展、低碳發展、安全發展和可持續發展。化學工業轉型迫切需要大批高素質創新人纔，培養適應經濟社會發展需要的高層次人纔正是大學*重要的歷史使命和戰略任務。

高等學校化工類專業教學指導委員會(簡稱“化工教指委”)是聘請並領導的專家組織，其主要職責是以人纔培養為本，開展高等學校本科化工類專業教學的研究、咨詢、指導、評估、服務等工作。高等學校本科化工類專業包括化學工程與工藝、資源循環科學與工程、能源化學工程、化學工程與工業生物工程等，培養化工、能源、信息、材料、環保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等領域從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的工程技術人纔，對國民經濟的發展具有重要的支撐作用。

為了適應新形勢下教育觀念和教育模式的變革，2008年“化工教指委”與化學工業出版社組織編寫和出版了10種適合應用型本科教育、突出工程特色的“高等學校化學工程與工藝專業教學指導分委員會教材”(簡稱“教指委教材”)，部分品種為***精品課程、省級精品課程的配套教材。本套“教指委教材”出版後被100多所高校選用，並獲得中國石油和化學工業優秀教材等獎項，其中《化工工藝學》還被評選為“十二五”普通高等教育本科***規劃教材。

黨的十八大報告明確提出要著力提高教育質量，培養學生社會責任感、創新精神和實踐能力。高等教育的改革要以更加適應經濟社會發展需要為著力點，以培養多規格、多樣化的應用型、復合型人纔為重點，積極穩步推進卓越工程師教育培養計劃實施。為提高化工類專業本科生的創新能力和工程實踐能力，滿足化工學科知識與技術不斷更新以及人纔培養多樣化的需求，2014年6月“化工教指委”和化學工業出版社共同在太原召開了“高等學校化工類專業教學指導委員會教材編審會”，在組織修訂**批10種教材的同時，增補專業必修課、專業選修課與實驗實踐課配套教材品種，以期為我國化工類專業人纔培養提供更豐富的教學支持。

本套“教指委教材”反映了化工類學科的新理論、新技術、新應用，強化安全環保意識；以“實例一原理一模型一應用”的方式進行教材內容的組織，便於學生學以致用；加強教育界與產業界的聯繫，聯合行業專家參與教材內容的設計，增加培養學生實踐能力的內容；講述方式更多地采用實景式、案例式、討論式，激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力；強調現代信息技術在化工中的應用，增加計算機輔助化工計算、模擬、設計與優化等內容；提供配套的數字化教學資源，如電子課件、課程知識要點、習題解答等，方便師生使用。

希望“高等學校化工類專業教學指導委員會教材”的出版能夠為培養理論基礎扎實、工程意識完備、綜合素質高、創新能力強的化工類人纔提供繫統的、優質的、新穎的教學內容。

高等學校化工類專業教學指導委員會

2015年1月

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