緒　論 001

1　壓力容器導(dǎo)言 011
1.1　壓力容器總體結(jié)構(gòu) 012
1.1.1　壓力容器基本組成 012
1.1.2　壓力容器零部件間的焊接 015
1.2　壓力容器分類 015
1.2.1　介質(zhì)危害性 015
1.2.2　壓力容器分類 016
1.3　壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 019
1.3.1　國(guó)外主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 019
1.3.2　國(guó)內(nèi)主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)介紹 021
思考題 025

2　壓力容器應(yīng)力分析 027
2.1　載荷分析 028
2.1.1　載荷 028
2.1.2　載荷工況 030
2.2　回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析 030
2.2.1　薄壁圓筒的應(yīng)力 031
2.2.2　回轉(zhuǎn)薄殼的無(wú)力矩理論 032
2.2.3　無(wú)力矩理論的基本方程 033
2.2.4　無(wú)力矩理論的應(yīng)用 036
2.2.5　回轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)分析 041
2.3　厚壁圓筒應(yīng)力分析 047
2.3.1　彈性應(yīng)力 047
2.3.2　彈塑性應(yīng)力 054
2.3.3　屈服壓力和爆破壓力 058
2.3.4　提高屈服承載能力的措施 059
2.4　平板應(yīng)力分析 060
2.4.1　概述 060
2.4.2　圓平板對(duì)稱彎曲微分方程 061
2.4.3　圓平板中的應(yīng)力 064
2.4.4　承受軸對(duì)稱載荷時(shí)環(huán)板中的應(yīng)力 068
2.5　殼體屈曲分析 069
2.5.1　概述 069
2.5.2　均布軸壓圓筒的臨界應(yīng)力 071
2.5.3　周向受外壓圓筒的臨界壓力 071
2.5.4　其他回轉(zhuǎn)薄殼的臨界壓力 073
2.5.5　殼體許用臨界載荷 073
2.5.6　殼體屈曲數(shù)值模擬方法 074
2.6　典型局部應(yīng)力 074
2.6.1　概述 074
2.6.2　受內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力 075
2.6.3　降低局部應(yīng)力的措施 078
思考題 079
習(xí)題 079

3　壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響 083
3.1　壓力容器材料 084
3.1.1　壓力容器常用鋼材 084
3.1.2　有色金屬和非金屬 086
3.2　壓力容器制造工藝對(duì)鋼材性能的影響 087
3.2.1　塑性變形 087
3.2.2　焊接 089
3.2.3　熱處理 092
3.3　環(huán)境對(duì)壓力容器用鋼性能的影響 094
3.3.1　溫度 094
3.3.2　介質(zhì) 099
3.3.3　加載速率 103
3.4　壓力容器材料選擇 103
3.4.1　壓力容器用鋼的基本要求 103
3.4.2　壓力容器鋼材的選擇 105
思考題 107

4　壓力容器設(shè)計(jì) 109
4.1　概述 110
4.1.1　設(shè)計(jì)要求 110
4.1.2　設(shè)計(jì)文件 111
4.1.3　設(shè)計(jì)條件 111
4.2　設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 112
4.2.1　壓力容器失效 112
4.2.2　強(qiáng)度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 115
4.2.3　剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 118
4.2.4　屈曲失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 119
4.2.5　泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 119
4.3　常規(guī)設(shè)計(jì) 119
4.3.1　概述 119
4.3.2　圓筒設(shè)計(jì) 122
4.3.3　封頭設(shè)計(jì) 139
4.3.4　密封裝置設(shè)計(jì) 149
4.3.5　開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 171
4.3.6　支座和檢查孔 178
4.3.7　超壓泄放裝置 180
4.3.8　焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 183
4.3.9　耐壓試驗(yàn) 188
4.3.10　泄漏試驗(yàn) 190
4.4　分析設(shè)計(jì) 191
4.4.1　概述 191
4.4.2　公式法 192
4.4.3　應(yīng)力分類法 194
4.4.4　彈塑性分析法 206
4.5　疲勞和棘輪分析 208
4.5.1　概述 208
4.5.2　壓力容器疲勞設(shè)計(jì)曲線 209
4.5.3　基于線彈性分析的疲勞失效評(píng)定 213
4.5.4　基于線彈性分析的熱應(yīng)力棘輪失效評(píng)定 216
4.5.5　基于彈塑性分析的疲勞和棘輪失效評(píng)定 218
4.5.6　影響疲勞壽命的其他因素 219
4.6　壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 220
4.6.1　可靠性設(shè)計(jì) 220
4.6.2　優(yōu)化設(shè)計(jì) 220
4.6.3　基于失效模式設(shè)計(jì) 221
思考題 221
習(xí)題 222

5　儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備 225
5.1 概述 226
5.1.1 介質(zhì)特性 226
5.1.2 最大充裝量 226
5.1.3 環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響 227
5.2 固定式儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu) 227
5.2.1 臥式圓柱形儲(chǔ)罐 227
5.2.2 立式平底筒形儲(chǔ)罐 229
5.2.3 球形儲(chǔ)罐 231
5.2.4 低溫儲(chǔ)罐 235
5.3 臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 236
5.3.1 支座結(jié)構(gòu)及布置 236
5.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 238
5.4 移動(dòng)式壓力容器 249
5.4.1 汽車罐車 249
5.4.2 長(zhǎng)管拖車 252
思考題 253
習(xí)題 253

6　換熱設(shè)備 255
6.1 概述 256
6.1.1 換熱設(shè)備的應(yīng)用 256
6.1.2 換熱設(shè)備分類及其特點(diǎn) 257
6.1.3 換熱器選型 265
6.1.4 換熱器相關(guān)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 266
6.2 管殼式換熱器 266
6.2.1 基本類型 267
6.2.2 管殼式換熱器結(jié)構(gòu) 269
6.2.3 管板設(shè)計(jì) 278
6.2.4 膨脹節(jié)設(shè)計(jì) 280
6.2.5 管束振動(dòng)和防止 281
6.2.6 設(shè)計(jì)方法 283
6.3 傳熱強(qiáng)化技術(shù) 284
6.3.1 傳熱強(qiáng)化概述 285
6.3.2 擴(kuò)展表面及內(nèi)插件強(qiáng)化傳熱 287
6.3.3 殼程強(qiáng)化傳熱 291
思考題 293

7　塔設(shè)備 295
7.1 概述 296
7.1.1 塔設(shè)備的應(yīng)用 296
7.1.2 塔設(shè)備的選型 297
7.2 填料塔 299
7.2.1 填料 300
7.2.2 填料塔內(nèi)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 304
7.3 板式塔 311
7.3.1 板式塔的分類 311
7.3.2 板式塔的結(jié)構(gòu) 312
7.3.3 板式塔塔盤的結(jié)構(gòu) 317
7.4 塔設(shè)備的附件 324
7.4.1 除沫器 324
7.4.2 裙座 326
7.4.3 吊柱 327
7.5 塔的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 327
7.5.1 塔的固有周期 328
7.5.2 塔的載荷分析 331
7.5.3 筒體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 338
7.5.4 裙座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 339
7.6 塔設(shè)備的振動(dòng) 341
7.6.1 風(fēng)的誘導(dǎo)振動(dòng) 341
7.6.2 塔設(shè)備的防振 344
思考題 345

8　反應(yīng)設(shè)備 347
8.1 概述 348
8.1.1 反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用 348
8.1.2 反應(yīng)設(shè)備的分類與特征 348
8.1.3 常見反應(yīng)設(shè)備的特點(diǎn) 349
8.2 機(jī)械攪拌反應(yīng)設(shè)備 353
8.2.1 基本結(jié)構(gòu) 353
8.2.2 攪拌容器 354
8.2.3 攪拌器 358
8.2.4 攪拌軸設(shè)計(jì) 368
8.2.5 密封裝置 371
8.2.6 傳動(dòng)裝置 377
8.2.7 機(jī)械攪拌設(shè)備技術(shù)進(jìn)展 378
8.3 微反應(yīng)器 381
8.3.1 概述 381
8.3.2 微/ 納反應(yīng)器 382
8.3.3 微反應(yīng)器的加工制造 383
8.3.4 微反應(yīng)器的發(fā)展前景 386
思考題 387
習(xí)題 387

附錄A　壓力容器設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn) 388

附錄B　過程設(shè)備設(shè)計(jì)圖樣的表達(dá)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)例 392

附錄C　中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照 402

附錄D　壓力容器材料 406

附錄E　過程設(shè)備設(shè)計(jì)常用網(wǎng)站 414

參考文獻(xiàn) 415