《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

ChemicalEquipmentDesign一、課程基本信息學(xué)

時(shí)：40學(xué)

分：2.5考核方式：閉卷考試。本課程總評(píng)成績(jī)構(gòu)成：考試卷面成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。中文簡(jiǎn)介：化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是化工工藝、應(yīng)用化學(xué)類(lèi)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握化工容器和設(shè)備知識(shí)及其基本設(shè)計(jì)方法的一門(mén)綜合性課程,

具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)用性。它包括工程力學(xué)、容器設(shè)計(jì)和主要化工設(shè)備設(shè)計(jì)。二、

教學(xué)目的與要求

化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是化工工藝、應(yīng)用化學(xué)類(lèi)專業(yè)一門(mén)綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)課，包括工程力學(xué)基礎(chǔ)（靜力學(xué)、材料力學(xué)）、容器設(shè)計(jì)和主要化工設(shè)備設(shè)計(jì)。本課程的目的是，使學(xué)生掌握工程力學(xué)基礎(chǔ)，掌握化工設(shè)備常用材料的主要性能、牌號(hào)、用途及選材方法；掌握薄壁容器及其零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)選用的基本方法；掌握典型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計(jì)方法。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握化工容器及設(shè)備的力學(xué)基礎(chǔ)，材料選擇，及基本設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生具有化工容器及設(shè)備設(shè)計(jì)的初步能力。能夠?yàn)楣に嚿a(chǎn)提出合理的設(shè)備要求，為從事化工設(shè)備的設(shè)計(jì)、使用、管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、教學(xué)方法與手段

講授、課堂討論。四、

教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時(shí)分配第一章

平面力系受力分析及平衡條件31、力、力矩與力偶的概念及基本性質(zhì)理解0.52、約束與反約束的分析理解13、受力圖畫(huà)法及分析掌握14、平面力系的平衡條件掌握0.5重點(diǎn)；受力圖和力系平衡方程的應(yīng)用。難點(diǎn)：約束、約束反力和一般力系的簡(jiǎn)化衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)分析約束與約束反力，畫(huà)受力圖；列平衡方程；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第二章五種基本變形121、直桿的拉伸與壓縮內(nèi)力分析、應(yīng)力計(jì)算掌握22、材料的力學(xué)性質(zhì)、拉伸與壓縮的強(qiáng)度條件掌握23剪切：概念及強(qiáng)度條件、剪切虎克定律掌握24梁的彎曲強(qiáng)度和變形計(jì)算掌握35圓軸的扭轉(zhuǎn)：扭轉(zhuǎn)橫截面受力、強(qiáng)度條件和剛度條件掌握3重點(diǎn)：軸力、應(yīng)力、應(yīng)變和截面法的概念，拉伸與壓縮的強(qiáng)度計(jì)算，剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算。應(yīng)用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、剛度條件進(jìn)行圓軸的設(shè)計(jì)和校核。梁彎曲正應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)度條件的應(yīng)用；梁彎曲變形計(jì)算及剛度條件的應(yīng)用。難點(diǎn)：分析材料在受力和變形過(guò)程中所表現(xiàn)的力學(xué)性質(zhì)。圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和應(yīng)力分析。剪力圖、彎矩圖以及梁正應(yīng)力的分析。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)拉伸、壓縮、剪切、彎曲扭轉(zhuǎn)變形的內(nèi)力計(jì)算，強(qiáng)度條件計(jì)算。能獨(dú)立完成課后習(xí)題第三章

化工設(shè)備材料31、材料的性能：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能掌握12、碳鋼與鑄鐵；鐵碳合金鋼的組織、結(jié)構(gòu)了解0.53、合金鋼：分類(lèi)、編號(hào)、性能理解0.54、有色金屬材料和非金屬材料了解0.55、化工設(shè)備防腐、材料選擇原則掌握0.5重點(diǎn)：碳鋼、低合金鋼、合金鋼的性能及選用的基本原則，化工設(shè)備的防腐措施難點(diǎn)：碳鋼與鑄鐵的組織,結(jié)構(gòu),分類(lèi)及牌號(hào)，運(yùn)用選材原則對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行選材衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)用選材原則對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行選材；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第四章

容器設(shè)計(jì)131、壓力容器結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、選材、標(biāo)準(zhǔn)化掌握22、內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)：應(yīng)力分析、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定、強(qiáng)度計(jì)算掌握33、外壓容器的設(shè)計(jì)：穩(wěn)定性概念和壁厚計(jì)算方法掌握34、封頭設(shè)計(jì)：封頭類(lèi)型、壁厚計(jì)算掌握35、法蘭連接、容器開(kāi)孔、支座及附件了解2重點(diǎn)：典型壓力容器的應(yīng)力分析，內(nèi)壓薄壁圓筒及封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)公式。失穩(wěn)概念和外壓圓筒設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，法蘭連接的密封原理、結(jié)構(gòu)形式和分類(lèi),選擇容器支座的結(jié)構(gòu)、安裝方法及其標(biāo)準(zhǔn)選用。難點(diǎn):容器設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和確定。外壓圓筒設(shè)計(jì)的工程圖算法。容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的原則及其設(shè)計(jì)方衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)內(nèi)壓容器、外壓容器壁厚的設(shè)計(jì)計(jì)算；封頭的壁厚計(jì)算；會(huì)選容器的標(biāo)準(zhǔn)件；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第五章

塔設(shè)備31、板式塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：塔盤(pán)、接管、除沫裝置了解0.52、填料塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：流體分布裝置、柵板及接管了解0.53、塔體載荷計(jì)算、塔體強(qiáng)度和裙座的強(qiáng)度計(jì)算掌握2重點(diǎn):塔設(shè)備所受載荷特點(diǎn)及其計(jì)算難點(diǎn):塔設(shè)備危險(xiǎn)截面處的應(yīng)力分布及其應(yīng)力組合計(jì)算衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)塔設(shè)備各種載荷計(jì)算、應(yīng)力組合計(jì)算；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第六章

管殼式換熱器31、換熱器的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介了解0.52、管殼式換熱器的構(gòu)件了解0.53、換熱管及管板的連接、排列，溫差應(yīng)力掌握1.54、特殊工況的管殼式換熱器及強(qiáng)化傳熱理解0.5重點(diǎn):溫差應(yīng)力的產(chǎn)生原因、計(jì)算方法；溫差應(yīng)力的補(bǔ)償措施難點(diǎn):掌握拉脫力產(chǎn)生的原因及計(jì)算方法衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)選管殼式換熱器形式；會(huì)計(jì)算溫差應(yīng)力；能獨(dú)立完成課后習(xí)題第七章

攪拌反應(yīng)釜31、反應(yīng)釜釜體和結(jié)構(gòu)了解0.52、反應(yīng)釜的攪拌裝置掌握13、反應(yīng)釜的傳熱裝置掌握14、反應(yīng)釜的軸封裝置理解0.5重點(diǎn):反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì)步驟及相關(guān)計(jì)算難點(diǎn):攪拌器的選型，攪拌器的功率及影響因素，軸封結(jié)構(gòu).衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)；會(huì)反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算；能獨(dú)立完成課后習(xí)題

五、推薦教材和教學(xué)參考資源使用教程[1]譚蔚等編化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)天津大學(xué)出版社2007年3板教學(xué)參考資源[1]趙

軍等編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2000年；