课程概述

    《化工设备机械基础》是化学工程与工艺专业的必修课程之一,是一门理论性、实践性都非常强的专业基础课程。课程包括工程力学基础(静力学、材料力学)、化工设备设计基础两大部分;重点讲述材料性能和选择的依据、化工容器设计的基本知识、内外压容器及封头的设计,以及典型化工设备机械设计分析,从而使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法,为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护奠定基础,培养既懂化工工艺又懂化工设备的工程技术人才。

证书要求

课程成绩由网上学习过程成绩,平时课堂讨论及单元作业成绩,期末考试三个环节的成绩综合评定。成绩评定方法:网上学习与单元测验(占10%),课堂讨论与单元作业(占20%),期末考试(占70%)。

在线课程综合要求:

1)完成所有课程内容的学习;

2)完成单元作业及测验;

3)积极参与课堂讨论。

预备知识

    高等数学、大学物理、工程制图、化工原理

授课大纲

0化工设备设计基础内容介绍及制造视频

课程内容介绍视频

化工设备-储罐制造视频

化工设备-换热器制造视频

化工设备-塔设备制造视频

化工设备制造测试

第一章 杆件受力分析

第一讲 力和力系基本知识

第二讲 约束及其反力和受力图

第三讲 平面汇交力系和力偶系

第四讲 平面一般力系和空间力系

杆件受力分析小结

杆件受力分析测试

杆件受力分析作业

化工设备拓展1——CAD绘制封头

第二章 直杆的拉伸与压缩

第一讲 拉压杆内力

第二讲 直杆拉伸压缩时的应力与变形

第三讲 直杆拉伸压缩时强度分析

直杆拉伸与压缩应用

直杆拉伸与压缩小结

直杆的拉伸与压缩测试

直杆的拉伸与压缩作业

化工设备拓展2——CAD绘制封头

化工设备拓展3——CAD选作图片

化工设备拓展4——CAD绘制管轴法兰焊接件

化工设备拓展5——机房测试

第三章 直梁的弯曲

第一讲 直梁平面弯曲时的内力

第二讲 直梁弯曲时的应力与强度

第三讲 梁的弯曲变形与刚度校核

直梁弯曲应用和小结

直梁的弯曲测试

直梁的弯曲作业

第四章 剪切与圆轴的扭转

第一讲 剪切与挤压

第二讲 圆柱扭转时的外力、内力与应力

第三讲 圆柱扭转时的强度与刚度

剪切、扭转变形理论的应用

剪切、扭转变形理论的小结

剪切与圆轴的扭转测试

剪切与圆轴的扭转作业

第五章 复杂应力状态下的强度计算

第一讲 应力状态

第二讲 虎克定律及强度理论

第三讲 组合变形杆件强度计算

复杂应力强度理论的应用

复杂应力强度理论小结

复杂应力状态下的强度计算测试

复杂应力状态下的强度计算作业

第六章 压杆稳定性

第一讲 压杆稳定概念及临界力

第二讲 压杆临界应力及稳定计算

压杆稳定性测试

压杆稳定性作业

力学知识小结

第七章 压力容器概述

第一讲 压力容器结构、特点与分类

第二讲 压力容器设计要求、规范与零部件标准化

压力容器概述测试

压力容器概述作业

第八章化工设备常用材料

第一讲 金属材料基本性能

第二讲 碳素钢与合金钢

第三讲 压力容器用钢 铸铁

第四讲 有色金属材料与非金属材料

化工设备常用材料测试

化工设备常用材料作业

第九章内压薄壁容器的应力理论

第一讲 回转薄壳的薄膜应力理论

第二讲 薄膜应力理论的应用

第三讲 边缘应力及其特点

第四讲 压力容器应力分类及分析设计简介

内压薄壁容器的应力理论测试

内压薄壁容器的应力理论作业

第十章 内压容器设计

第一讲 内压圆筒及球壳的强度计算 上

第一讲 内压圆筒及球壳的强度计算 下

第二讲 设计参数的确定 上

第二讲 设计参数的确定 下

第三讲 压力试验.

第四讲 凸形封头的强度计算

第五讲 锥形封头(锥壳)的强度计算.

第六讲平板封头的强度计算

内压容器设计测试

内压容器设计作业

第十一章 外压容器设计

第一讲 外压圆筒的稳定性和公式设计法

第二讲 外压圆筒和球壳的图算设计法

第三讲 加强圈和外压封头设计

第十一章 外压容器设计测试1

外压容器设计(公式法)

外压容器设计(图算法)

第十二章 容器零部件

第一讲 法兰

第二讲 支座

第三讲 开孔及补强

第四讲 接管、检查孔、视镜和安全装置

容器零部件

容器零部件作业

第十三章 管壳式换热器

第一讲 换热器概述

第二讲 固定管板式换热器的结构设计

第三讲 筒体和管箱壁厚计算

管壳式换热器测试

换热器作业

第十四章 塔设备

第一讲 塔设备概述

第二讲 填料塔

第三讲 板式塔的分类

第四讲 裙座

第五讲 塔设备承受的载荷分类和计算

第六讲 塔体壁厚设计

塔设备测试

塔设备作业

第十五章 机械搅拌反应设备

第一讲 概述 罐体设计

第二讲 搅拌器及附件

第三讲 搅拌轴的支撑及设计

第四讲 搅拌轴的密封

第五讲 传动装置

机械搅拌反应设备测试1

机械搅拌反应设备作业

参考资料

教材:《化工设备机械基础》,赵军 主编,化学工业出版社,20168月第三版

参考书目:

《化工设备设计基础》,魏新利 主编,化学工业出版社,20158月第二版

《化工设备机械基础》,董大勤 主编,化学工业出版社,20128月第四版