過程機(jī)械（第二版）

第一篇 過程容器
1　壓力容器設(shè)計(jì)概述 002
1.1　壓力容器及其分類 002
1.1.1　壓力容器及其構(gòu)成 002
1.1.2　壓力容器的分類 002
1.2　壓力容器的設(shè)計(jì)要求 004
1.3　壓力容器材料及選擇 005
1.3.1　壓力容器用鋼 005
1.3.2　對壓力容器用鋼的要求 006
1.3.3　壓力容器用鋼的選擇 007
1.4　壓力容器規(guī)范簡介 007
1.4.1　國外壓力容器規(guī)范 008
1.4.2　我國壓力容器規(guī)范 008
思考題 010

2　壓力容器應(yīng)力分析 011
2.1　中低壓容器應(yīng)力分析 011
2.1.1　壓力容器的薄膜應(yīng)力 011
2.1.2　壓力容器的邊緣應(yīng)力 016
2.2　圓筒形高壓容器應(yīng)力分析 018
2.2.1　彈性應(yīng)力分析 018
2.2.2　彈塑性應(yīng)力分析 021
2.2.3　溫差應(yīng)力分析 023
2.2.4　機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力的綜合應(yīng)力 025
2.3　圓形平蓋封頭應(yīng)力分析 026
2.3.1　定解方程及求解 026
2.3.2　變形及應(yīng)力分布特點(diǎn) 030
2.4　壓力容器局部應(yīng)力分析 031
2.4.1　局部應(yīng)力及分析方法 031
2.4.2　平板開小孔的應(yīng)力集中 032
2.4.3　壓力容器開小孔的應(yīng)力集中 035
2.4.4　壓力容器開孔接管的應(yīng)力集中 036
思考題 038

3　壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì) 039
3.1　圓筒形容器筒體的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 040
3.2　壓力容器封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 041
第一篇　過程容器
3.2.1　半球形封頭 041
3.2.2　橢圓形封頭 042
3.2.3　碟形封頭 043
3.2.4　球冠形封頭 044
3.2.5　錐形封頭 046
3.2.6　平蓋封頭 046
3.3　法蘭連接及密封設(shè)計(jì) 048
3.3.1　法蘭密封及失效 048
3.3.2　法蘭密封設(shè)計(jì) 051
3.3.3　法蘭強(qiáng)度設(shè)計(jì) 058
3.4　開孔接管及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 060
3.4.1　補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)規(guī)則 061
3.4.2　等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 062
3.5　容器支座的結(jié)構(gòu)與選型 064
3.5.1　懸掛式支座 065
3.5.2　支承式支座 066
3.5.3　鞍式支座 067
3.6　外壓容器穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 068
3.6.1　圓環(huán)的穩(wěn)定性分析 068
3.6.2　圓柱形筒體的穩(wěn)定性分析 069
3.6.3　外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 071
3.6.4　外壓封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算 075
3.6.5　加強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 076
3.7　設(shè)計(jì)參數(shù)及壓力試驗(yàn) 079
3.7.1　設(shè)計(jì)參數(shù) 079
3.7.2　壓力試驗(yàn) 082
思考題 083

4　壓力容器分析設(shè)計(jì) 085
4.1　分析設(shè)計(jì)概述 085
4.1.1　常規(guī)設(shè)計(jì)的局限性 085
4.1.2　分析設(shè)計(jì)的基本思想 086
4.1.3　分析設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)的規(guī)范比較 087
4.2　應(yīng)力特性 087
4.2.1　中低壓容器 088
4.2.2　高壓容器 088
4.2.3　平蓋封頭 090
4.2.4　殼體不連續(xù)區(qū) 090
4.2.5　容器支座區(qū) 091
4.2.6　容器接管區(qū) 092
4.2.7　容器熱應(yīng)力 093
4.3　應(yīng)力分類 094
4.3.1　一次應(yīng)力 095
4.3.2　二次應(yīng)力 095
4.3.3　峰值應(yīng)力 095
4.4　應(yīng)力評定 097
4.4.1　應(yīng)力強(qiáng)度 097
4.4.2　應(yīng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)限制 099
4.4.3　極限載荷設(shè)計(jì)概念 101
4.4.4　結(jié)構(gòu)安定性概念 104
4.4.5　疲勞分析設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 105
思考題 107

5　高壓容器設(shè)計(jì) 108
5.1　高壓容器設(shè)計(jì)概述 108
5.1.1　高壓容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 108
5.1.2　高壓容器的材料特點(diǎn) 109
5.1.3　高壓容器筒體的結(jié)構(gòu)型式 110
5.2　高壓圓筒的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 114
5.2.1　高壓圓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 114
5.2.2　單層高壓圓筒的強(qiáng)度計(jì)算 116
5.2.3　多層高壓圓筒的強(qiáng)度計(jì)算 117
5.3　高壓容器的密封結(jié)構(gòu) 118
5.3.1　強(qiáng)制式密封 118
5.3.2　自緊式密封 119
5.3.3　高壓管道密封 122
5.4　高壓容器的自增強(qiáng)技術(shù) 123
5.4.1　自增強(qiáng)技術(shù)原理 123
5.4.2　自增強(qiáng)處理壓力 123
5.4.3　自增強(qiáng)處理應(yīng)力 123
5.4.4　自增強(qiáng)處理半徑 125
5.4.5　自增強(qiáng)處理方法 125
思考題 126

6　球形儲罐設(shè)計(jì) 127
6.1　概述 127
6.1.1　球罐的特點(diǎn) 127
6.1.2　球罐分類 128
6.1.3　球罐的設(shè)計(jì)內(nèi)容 128
6.2　球罐殼體設(shè)計(jì) 129
6.2.1　桔瓣式球殼的設(shè)計(jì) 129
6.2.2　足球瓣式和混合式球殼與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 132
6.3　球罐支座設(shè)計(jì) 133
6.3.1　赤道正切柱式支座設(shè)計(jì) 133
6.3.2　其他型式的支座結(jié)構(gòu) 136
6.4　人孔、接管及附件設(shè)計(jì) 139
6.4.1　人孔結(jié)構(gòu) 139
6.4.2　接管結(jié)構(gòu) 140
6.4.3　球罐附件 141
6.5　球罐的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 142
6.5.1　球罐抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求 142
6.5.2　球罐抗震設(shè)計(jì)的方法與措施 143
思考題 145

第二篇　過程機(jī)器
7　壓縮機(jī) 148
7.1　壓縮機(jī)的類型及應(yīng)用 148
7.1.1　壓縮機(jī)的分類及比較 148
7.1.2　壓縮機(jī)的應(yīng)用 151
7.2　往復(fù)活塞式壓縮機(jī) 151
7.2.1　往復(fù)活塞式壓縮機(jī)基本原理 151
7.2.2　往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)與控制 163
7.2.3　往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)及零部件 166
7.2.4　往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的選型 172
7.3　離心式壓縮機(jī) 175
7.3.1　離心式壓縮機(jī)基本原理 175
7.3.2　離心式壓縮機(jī)的工作特性及調(diào)節(jié) 183
7.3.3　相似理論在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用 185
7.3.4　離心式壓縮機(jī)主要零部件 187
7.3.5　離心式壓縮機(jī)的選型 189
7.4　其他壓縮機(jī) 191
7.4.1　螺桿式壓縮機(jī) 192
7.4.2　單螺桿式壓縮機(jī) 193
7.4.3　滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī) 193
7.4.4　滑片式壓縮機(jī) 194
7.4.5　液環(huán)式壓縮機(jī) 194
7.4.6　渦旋式壓縮機(jī) 194
7.4.7　軸流式壓縮機(jī) 195
7.4.8　軸流離心混合式壓縮機(jī) 195
思考題 195
討論題 197

8　風(fēng)機(jī) 199
8.1　風(fēng)機(jī)的類型及性能參數(shù) 199
8.1.1　風(fēng)機(jī)的類型 199
8.1.2　風(fēng)機(jī)的性能參數(shù) 200
8.2　離心式風(fēng)機(jī) 203
8.2.1　離心式風(fēng)機(jī)的工作原理 203
8.2.2　離心式風(fēng)機(jī)的工作特性及調(diào)節(jié) 204
8.2.3　相似理論在離心式風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用 209
8.2.4　離心式風(fēng)機(jī)的主要零部件 209
8.2.5　離心式風(fēng)機(jī)的選型 210
8.3　軸流式風(fēng)機(jī) 213
8.3.1　軸流式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 213
8.3.2　軸流式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)及性能曲線 214
8.3.3　軸流式風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) 215
8.3.4　軸流式風(fēng)機(jī)的選型 215
8.4　其他風(fēng)機(jī) 216
8.4.1　羅茨鼓風(fēng)機(jī)與葉氏鼓風(fēng)機(jī) 216
8.4.2　橫流式通風(fēng)機(jī) 218
8.4.3　筒形離心式風(fēng)機(jī) 218
思考題 219

9　制冷機(jī) 220
9.1　概述 220
9.1.1　制冷機(jī)的基本原理及分類 220
9.1.2　制冷劑和載冷劑 221
9.1.3　潤滑油 222
9.2　活塞式制冷機(jī) 222
9.2.1　活塞式制冷機(jī)的壓縮循環(huán) 223
9.2.2　活塞式制冷機(jī)制冷循環(huán)的工作參數(shù) 224
9.2.3　活塞式制冷壓縮機(jī)的選型指南 226
9.2.4　活塞式制冷機(jī)的制冷熱交換設(shè)備 229
9.2.5　活塞式制冷機(jī)的輔機(jī)系統(tǒng) 230
9.2.6　活塞式制冷機(jī)組 235
9.3　螺桿式制冷機(jī) 236
9.3.1　螺桿式制冷壓縮機(jī)的性能參數(shù)及調(diào)節(jié) 236
9.3.2　螺桿式制冷機(jī)的形式及參數(shù) 238
9.3.3　螺桿式制冷機(jī)的選型指南 239
9.4　離心式制冷機(jī) 242
9.4.1　離心式制冷機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 242
9.4.2　離心式制冷機(jī)的基本組成和制冷循環(huán) 243
9.4.3　離心式制冷機(jī)的選型指南 243
9.5　吸收式制冷機(jī) 246
9.5.1　溴化鋰吸收式制冷機(jī) 246
9.5.2　氨- 水吸收式制冷機(jī) 250
9.6　其他低溫制冷機(jī) 250
9.6.1　斯特林制冷機(jī) 250
9.6.2　維勒米爾制冷機(jī) 251
9.6.3　磁性制冷機(jī) 251
9.6.4　吸附制冷機(jī) 251
9.6.5　氣波制冷機(jī) 252
思考題 252

10　泵 253
10.1　泵的類型及應(yīng)用 253
10.1.1　泵的類型 253
10.1.2　泵的應(yīng)用 254
10.2　離心泵 255
10.2.1　離心泵的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 255
10.2.2　離心泵的操作與調(diào)節(jié) 258
10.2.3　相似理論在離心泵中的應(yīng)用 262
10.2.4　離心泵的主要零部件 266
10.2.5　離心泵的選型 268
10.3　其他葉片式泵 274
10.3.1　軸流泵和混流泵 274
10.3.2　旋渦泵 275
10.4　容積式泵 276
10.4.1　概述 276
10.4.2　往復(fù)泵 277
10.4.3　轉(zhuǎn)子泵 279
10.5　計(jì)量泵 281
10.6　真空泵 282
10.6.1　真空泵的性能指標(biāo) 282
10.6.2　各類真空泵的工作范圍及特征 283
10.6.3　真空泵的選型 284
思考題 284

11　離心機(jī) 285
11.1　離心分離的基本知識 285
11.1.1　離心力場的基本特性 285
11.1.2　離心機(jī)的分類 288
11.1.3　原料液的特性 290
11.1.4　原料液的預(yù)處理 290
11.2　過濾式離心機(jī) 291
11.2.1　各種過濾式離心機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 291
11.2.2　過濾式離心機(jī)的生產(chǎn)能力 294
11.3　沉降式離心機(jī) 295
11.3.1　各種沉降式離心機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 295
11.3.2　沉降式離心機(jī)的生產(chǎn)能力 296
11.4　分離機(jī) 297
11.4.1　各種分離機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 297
11.4.2　分離機(jī)的生產(chǎn)能力 301
11.5　離心機(jī)功率的確定 301
11.6　離心機(jī)的主要零部件 301
11.6.1　轉(zhuǎn)鼓 301
11.6.2　過濾式離心機(jī)濾網(wǎng) 302
11.6.3　主軸及支承 302
11.7　離心機(jī)的選型 302
11.7.1　離心機(jī)型號的編制 302
11.7.2　選型原則 304
11.7.3　選型指南 305
11.8　其他分離機(jī)械 308
11.8.1　旋液分離器 308
11.8.2　重力過濾機(jī) 308
11.8.3　加壓過濾機(jī) 309
11.8.4　真空過濾機(jī) 309
思考題 309

12　過程機(jī)器的安全可靠性 310
12.1　高速轉(zhuǎn)子軸的臨界轉(zhuǎn)速 310
12.1.1　轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速 310
12.1.2　臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算 311
12.2　機(jī)器的振動(dòng)及隔振 311
12.2.1　隔振的基本原理 311
12.2.2　隔振器及其布置 313
12.3　高速轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度 314
12.3.1　高速轉(zhuǎn)盤的強(qiáng)度 314
12.3.2　高速轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度 315
12.4　機(jī)器的故障診斷 316
12.5　流體密封技術(shù) 318
12.5.1　往復(fù)運(yùn)動(dòng)式軸密封 318
12.5.2　旋轉(zhuǎn)式軸密封 319
12.5.3　干氣密封 322
12.5.4　浮環(huán)密封裝置 323
思考題 323

參考文獻(xiàn) 324