化工设备机械基础教学大纲

化工设备机械基础教学大纲

课程编号：09039

课程名称：化工设备机械基础

英文名称：Mechanical Base of the Chemical Equipment

学    时：48（理论教学）+16（小班讨论）+16(课程设计)

学    分：3

适用专业：化学工程与工艺                课程类型：必修

先修课程：高等数学、大学物理、工程制图、化工制图与CAD

一、课程教学目标

要求学生具备基本工程力学知识，了解化工设备的选材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程以及典型设备的结构设计与计算，熟悉涉及压力容器设计、制造、材料使用和监察管理的有关标准和法规，具备设计、使用和管理中、低压压力容器与化工设备的能力。

二、教学内容及基本要求

（一）课堂教学部分

第一篇            工程力学，24 学时。

1．刚体的受力分析及其平衡

力的基本性质与应用：约束的概念及受力分析的方法；平面一般力系的简化及平衡计算方法。

2．拉压变形及材料的力学性能

材料力学的概念；内力的表述及截面法；直杆拉压变形内力与应力的计算；拉（压）应力-应变曲线；典型塑性和脆性材料的力学性能；温度对材料力学性能的影响。

3．拉压变形强度计算和剪切与挤压的实用计算

直杆拉压变形的强度计算；剪切与挤压的概念及其实用计算方法；

4．弯曲

弯曲受力和变形特点；弯矩的分析和计算；剪力图和弯矩图；弯曲正应力的分析与计算；弯曲强度条件、刚度条件及其应用。

5．扭转

扭转的受力和变形特点；扭转内力与外力关系的分析和计算；扭转剪应力的分析和计算；扭转强度条件、刚度条件计算。

6. 组合变形与强度

复杂应力状态的性质；强度理论；弯曲和挤压组合的强度计算，圆轴弯曲和扭曲组合的强度计算。

第二篇 压力容器，24 学时。

1.化工设备常用材料 金属材料的性能；常用金属材料及其牌号；选材原则。要求掌握主要金属材料的性能及牌号，能按选材原则恰当选择设备材料。

2．化工容器设计基础知识

压力容器分类及其基本结构；设计依据及常用标准；机械设计基本要求；薄膜应力理论及其应用；边界应力的分析；复杂应力状态及强度理论。

3．内压容器设计

内压圆筒与球壳设计；内压容器封头设计。

4．外压容器设计

稳定性与临界压力概念及其影响因素；外压圆筒的工程设计；外压凸形封头设计；外压圆筒加强圈设计的设置。

5. 容器零部件

法兰密封原理，法兰连接的工程设计方法；卧式容器双鞍式支座的结构及定位方法；补强形式，等面积补强方法；容器附件结构。

（二）课程设计：16学时，完成一典型化工设备的机械设计。

根据设计任务书，完成反应釜、换热器或塔器的机械设计，编写设计计算说明书一份，绘制设备总装图一张。

三、教学安排与方式

本课程课内学时为48学时，讨论课16学时，课程设计16学时，课内外学时比为1:2，讲课安排如下：

四、考核方式

1．作业与课堂考查30%；2．课程大作业20%； 3．期末闭卷考试50%；5．合计100分。

五、推荐教材及参考资料

1、《化工设备机械基础》（第六版），刁玉玮、王立业、喻健良编，大连理工大学出版社，2006年

2、《化工机械基础》（第二版），陈国桓，化学工业出版社

3、《化工设备机械基础》，董大勤，化学工业出版社

4、《化工单元过程及设备课程设计》（第二版），匡国柱、史启才编，化学工业出版社，2006年

5、GB150-1998《钢制压力容器》

6、GB151-1999《管壳式换热器》