《化工機械基礎》教學大綱

1、化工機械基礎教學大綱一、課程基本信息課程名稱化工機械基礎課程編碼050313004英文名稱Mechanical Basis of Chemical Equipment課程類別技術基礎課學分數(shù)2.5開課學期6、7總學時及其分配總學時講課實驗上機其它機動40400000適用專業(yè)化學工程與工藝、無機非金屬材料工程、制藥工程、食品科學與工程、應用化學、生物工程二、課程目的和任務化工設備機械基礎綜合了理論力學、材料力學、金屬學、機械設計、化工容器與設備多門課程的部分內容，是一門多學科、理論與實用并重的機械類教學課程。這門課程有利于非機械類專業(yè)學生綜合能力的培養(yǎng)，而又無須設置多門課程，比較符合培養(yǎng)復合型人

2、才的需要，所以繼化工工藝專業(yè)之后，像輕工、食品、制藥、環(huán)保、能源等非機械類專業(yè)，也在開設類似或相同的課程。通過本課程的教學，使學生掌握桿件、平板、回轉形殼體的基礎力學理論和金屬材料的基礎知識，具備設計、使用和管理中、低壓壓力容器與化工設備的能力。三、本課程與其它課程的關系化工、生物、輕工、食品及制藥等工藝過程需要由設備來完成物料的粉碎、混合、儲存、分離、傳熱、反應等操作?；ぴO備是化工、生物等工藝流程中的重要組成部分。所以，本課程是化工、生物等專業(yè)的專業(yè)課的基礎。四、教學內容、重點、教學進度、學時分配（一）剛體的受力分析及其平衡規(guī)律 (4學時)1、主要內容力的概念及其性質；剛體的受力分析；平面

3、匯交力系的簡化與平衡；力矩 力偶 力的平移定理；平面一般力系的簡化與平衡；靜力學問題求解方法小結。2、重點平面匯交力系的簡化與平衡、平面一般力系的簡化與平衡。3、教學要求了解如何從構件所受的已知外力求取未知外力。解決這個問題的步驟：第一步是通過受力分析，確定未知的約束反力力線方位；第二步是研究物體的受力平衡規(guī)律，利用這一規(guī)律求取未知外力。（二）金屬的力學性能 (2學時)1、主要內容彈性體的變形與內力；材料的力學性能。2、重點材料的力學性能。3、教學要求介紹以拉伸實驗為主的四種力學實驗及由此而得到的一系列材料的力學性能指標，既是對“內效應”討論的開始，也是為后續(xù)各章繼續(xù)研究各種“內效應”的基礎。

4、（三）受拉（壓）構件的強度計算與受剪切構件的實用計算 (2學時)1、主要內容受拉直桿的強度計算；拉（壓）桿連接部分的剪切和擠壓強度計算。.2、重點受拉直桿的強度計算。3、教學要求本章所討論的是強度計算中最簡單的兩個問題：拉伸強度計算與剪切的實用強度計算。但是它們所采用的解決問題的方法卻有普遍意義。這個方法就是建立強度條件，依據(jù)這一條件解決三類實際問題。（四）直梁的彎曲 (4學時)1、主要內容彎曲的概念與梁的分類；梁的內力分析；純彎曲時梁的正應力及正應力強度條件；直梁彎曲時的剪應力；梁的變形梁彎曲時的位移。2、重點純彎曲時梁的正應力及正應力強度條件。3、教學要求學會運用剪力和彎矩計算法則計算任意

5、指定橫截面內的剪力和彎矩，能夠列出梁的剪力方程和彎矩方程。能熟練運用彎曲正應力強度條件解決三類強度計算問題。（五）圓軸的扭轉 (2學時)1、主要內容圓軸扭轉時所受外力的分析與計算；純剪切、角應變、剪切虎克定律；圓軸在外力偶作用下的變形與內力；圓軸扭轉時的強度條件及剛度條件。2、重點圓軸扭轉時的強度條件及剛度條件。3、教學要求角應變是本章引出的一個新概念。掌握受扭圓軸的內力計算和強度條件的建立，并與梁的彎曲對應記憶。（六）壓力容器與化工設備常用材料 (2學時)1、主要內容金屬的晶體結構；鐵碳合金；碳素鋼；合金鋼。2、重點碳素鋼、合金鋼。3、教學要求了解金屬的晶體結構，掌握壓力容器與化工設備常用材

6、料的品種、性能、分類和牌號。（七）壓力容器中的薄膜應力、彎曲應力與二次應力 (4學時)1、主要內容回轉殼體中的薄膜應力；圓形平板承受均布載荷時的彎曲應力；邊界區(qū)內的二次應力；強度條件。2、重點回轉殼體中的薄膜應力。3、教學要求介紹容器承壓時器壁內存在的三種性質不同的應力，即一次薄膜應力，一次彎曲應力和邊界應力。這三種應力在容器的強度計算中將不同程度的涉及。（八）內壓容器 (4學時)1、主要內容設計參數(shù)的確定；內壓容器筒體與封頭厚度的計算；在用壓力容器的強度校核。2、重點內壓容器筒體與封頭厚度的計算。3、教學要求介紹了各種設計參數(shù)的定義，討論了1個筒體、7種封頭，共8個受壓元件的計算厚度公式、工

7、作應力公式和許用壓力公式。（九）外壓容器與壓桿的穩(wěn)定計算 (4學時)1、主要內容穩(wěn)定的概念與實例；外壓圓筒環(huán)向穩(wěn)定計算；封頭的穩(wěn)定計算。2、重點外壓圓筒環(huán)向穩(wěn)定計算。3、教學要求建立清晰的“穩(wěn)定”概念。掌握外壓圓筒及球殼的計算方法和步驟時，應同時理解采用這種方法步驟的依據(jù)，要知其然，還要知其所以然。了解壓桿穩(wěn)定的三種計算方法。（十）法蘭連接 (1學時)1、主要內容壓力容器法蘭連接；管法蘭連接。2、重點壓力容器法蘭連接、管法蘭連接。3、教學要求了解法蘭的類型，掌握壓力容器法蘭標準和管法蘭標準的查取。（十一）人孔、手孔、視鏡和液面計 (1學時)1、主要內容人孔和手孔；視鏡和液面計。2、重點人孔和手

8、孔、視鏡和液面計。3、教學要求了解容器上開設人孔、手孔的規(guī)定及人孔、手孔、視鏡和液面計在容器上的作用。（十二）開孔補強與設備凸緣 (1學時)1、主要內容開孔補強；設備凸緣。2、重點開孔補強、設備凸緣。3、教學要求了解應力集中系數(shù)的概念，補強結構與計算。（十三）容器支座 (2學時)1、主要內容臥式容器支座；立式容器支座。2、重點臥式容器支座、立式容器支座。3、教學要求了解容器支座的分類、結構與類型。（十四）管殼式換熱器 (2學時)1、主要內容管殼式換熱器的總體結構；管殼式換熱器的主要零部件。2、重點管殼式換熱器的總體結構。3、教學要求了解四種典型管殼式換熱器的總體結構及其主要零部件。（十五）板式塔 (2學時)1、主要內容概述；整塊式塔盤的板式塔；分塊式塔盤的板式塔；板式塔的其他結構。2、重點整塊式塔盤的板式塔、分塊式塔盤的板式塔。3、教學要求了解板式塔的總體結構及其主要零部件。（十六）反應釜 (3學時)1、主要內容反應釜的總體結構；釜體及傳熱裝置；傳動裝置；攪拌裝置。2、重點反應釜的總體結構、釜體及傳熱裝置。3、教學要求了解反應釜的總體結構及其主要零部件。五、實踐教學內容要求本課程無實踐教