《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)40學(xué)時(shí)》課程教學(xué)大綱

《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)40學(xué)時(shí)》課程教學(xué)大綱課程名稱（中文/英文）：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)/TheBasicsofMachineryDesignforChemicalEquipment課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修課 適用專業(yè)：化工、應(yīng)化、環(huán)境、輕化、生工、食工學(xué)時(shí)數(shù)：40 其中：實(shí)驗(yàn)/上機(jī)學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5 考核方式：考查預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、化工原理教學(xué)參考書：刁玉瑋等編.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第六版）.大連理工大學(xué)出版社.2006年.趙軍等編.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社.2007年.卓震主編.化工容器及設(shè)備（第二版）.中國石化出版社.2008年.潘永亮等編.化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第二版）.科學(xué)出版社.2007年.鋼制壓力容器.GB150-1998.開課單位：輕工與化學(xué)工程學(xué)院化工原理教研室課程簡介：本課程是輕化工工藝類各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課。作為化工、應(yīng)化、環(huán)境、輕化、食品、生工等工藝類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程是介紹常用化工設(shè)備材料，化工容器及零部件的基本知識和基本設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生初步具備設(shè)計(jì)、選擇簡單化工容器類機(jī)械能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。內(nèi)容涉及常用化工設(shè)備材料，內(nèi)、外壓容器類設(shè)備應(yīng)力分析，強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及通用零部件的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和簡單設(shè)計(jì)計(jì)算方法等基本知識和設(shè)計(jì)的基本方法。為學(xué)生從事化工設(shè)備機(jī)械的設(shè)計(jì)、使用、管理及維護(hù)打下基礎(chǔ)。本門課程對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)：使學(xué)生掌握必要的化工機(jī)械方面基礎(chǔ)知識，具備常用化工機(jī)械使用、管理和維護(hù)的基本技能。培養(yǎng)學(xué)生初步具備設(shè)計(jì)、選擇簡單化工容器類機(jī)械能力；為從事常用化工設(shè)備的設(shè)計(jì)、選擇打基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新意識，縮短工程應(yīng)用與課堂學(xué)習(xí)之間的差距；進(jìn)而增強(qiáng)求知欲望以及綜合運(yùn)用各專業(yè)學(xué)科知識的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。教學(xué)目的和要求第一章 化工設(shè)備材料及其選擇（8學(xué)時(shí)）掌握金屬材料的機(jī)械性能的主要指標(biāo)概念，了解金屬材料的物理性能、化學(xué)性能及工藝性能，了解鐵碳合金組織、結(jié)構(gòu)及其對性能的影響；掌握鋼的化學(xué)成分對鋼的性能影響，掌握碳鋼、鑄鐵、低合金鋼、不銹鋼和特種鋼的分類，牌號，特性及用途；了解化工設(shè)備形成化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕的條件，以及化工設(shè)備腐蝕破壞的形式及防腐措施，了解選材的原則，會運(yùn)用選材原則對化工設(shè)備進(jìn)行選材。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)金屬材料的機(jī)械性能的主要指標(biāo)概念。教學(xué)內(nèi)容一、概述二、材料的性能三、金屬材料的分類及牌號四、碳鋼與鑄鐵五、低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼六、有色金屬材料七、非金屬材料八、化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施九、化工設(shè)備材料的選擇教學(xué)目的和要求第二章 容器設(shè)計(jì)的基本知識（4學(xué)時(shí)）了解壓力容器的分類與管理；掌握容器設(shè)計(jì)的基本要求，基本掌握容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的概念，了解壓力容器基本法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)容器設(shè)計(jì)的基本要求教學(xué)內(nèi)容一、容器的分類與結(jié)構(gòu)二、容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化三、壓力容器的安全監(jiān)察四、容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求教學(xué)目的和要求第三章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析（6學(xué)時(shí)）了解薄膜應(yīng)力理論；掌握圓筒、球殼、橢圓殼、錐殼等殼體的應(yīng)力分布特點(diǎn)，掌握這些殼體的薄膜應(yīng)力的計(jì)算；了解邊緣應(yīng)力的概念及其特性。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)圓筒、球殼、橢圓殼、錐殼等殼體的應(yīng)力分布特點(diǎn)及應(yīng)力的計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容一、回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析--薄膜應(yīng)力理論二、薄膜理論的應(yīng)用三、內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力教學(xué)目的和要求第四章 內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度計(jì)算（6學(xué)時(shí)）掌握內(nèi)壓薄壁圓筒的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)公式；掌握容器設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和確定；了解容器壓力試驗(yàn)的目的及方法，掌握容器壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核計(jì)算；了解容器最小壁厚的規(guī)定；掌握橢圓形、球形封頭的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法；了解錐形封頭和平板封頭的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)容器壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核計(jì)算；橢圓形、球形封頭的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容一、強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本知識二、內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)三、內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)教學(xué)目的和要求第五章 外壓圓筒與封頭的設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）掌握失穩(wěn)概念和外壓圓筒設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；掌握臨界壓力的概念及影響臨界壓力的因素；掌握外壓圓筒設(shè)計(jì)的工程圖算法；掌握外壓球殼及凸形封頭設(shè)計(jì)的工程圖算法；了解加強(qiáng)圈的作用及結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)失穩(wěn)概念，臨界壓力的概念，外壓圓筒、外壓球殼及凸形封頭設(shè)計(jì)的工程圖算法。教學(xué)內(nèi)容一、概述二、臨界壓力三、外壓圓筒的工程設(shè)計(jì)四、外壓球殼與凸形封頭的設(shè)計(jì)五、外壓圓筒加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)教學(xué)目的和要求第六章 容器零部件（4學(xué)時(shí)）掌握法蘭連接的密封原理、結(jié)構(gòu)形式和分類，了解法蘭密封墊的選擇；掌握法蘭標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)準(zhǔn)的使用方法；掌握容器支座（雙鞍支座）的結(jié)構(gòu)、安裝方法及其標(biāo)準(zhǔn)選用；掌握容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的原則及其設(shè)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)法蘭連接的密封原理、結(jié)構(gòu)形式；容器支座（雙鞍支座）的結(jié)構(gòu)、安裝方法；容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)內(nèi)容一、法蘭聯(lián)接二、容器支座三、容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)四、容器附件教學(xué)目的和要求第七章 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）掌握列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；管板與管子、管板與殼體的連接方式；了解溫差應(yīng)力的產(chǎn)生原因、計(jì)算方法；溫差應(yīng)力的補(bǔ)償措施；掌握拉脫力產(chǎn)生的原因及計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；管板與管子、管板與殼體的連接；拉脫力計(jì)算方法。教學(xué)內(nèi)容一、概述二、管子的選用及其與管板的連接三、管板結(jié)構(gòu)四、折流板、支承板、旁路擋板及攔液板的作用與結(jié)構(gòu)五、溫差應(yīng)力六、管箱與殼程接管教學(xué)目的和要求第八章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）掌握塔設(shè)備所受載荷特點(diǎn)及其計(jì)算；掌握塔設(shè)備危險(xiǎn)截面處的應(yīng)力分布及其應(yīng)力組合計(jì)算；了解塔設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)塔設(shè)備所受載荷計(jì)算；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。教學(xué)內(nèi)容一、塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)二、塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)舉例三、板式塔結(jié)構(gòu)四、填料塔結(jié)構(gòu)教學(xué)目的和要求第九章 攪拌器的機(jī)械設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）掌握