《化工设备基础》课程教学大纲（本科）

1、化工设备基础(Base of Chemical Equipment and Machine)课程代码：13410042学 分：3.5学 时：56 （其中：课堂教学学时：56实验学时：0上机学时：0课程实践学 时：0 ）先修课程：高等数学、机械制图、普通物理学适用专业：化学工程与工艺教 材：化工设备机械基础赵军编，化学工业出版社，2016年2月第三版一 .课程性质与课程目标（-）课程性质化工设备机械基础是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，包括工程力学基础 （静力学、材料力学）、化工设备设计基础和机械传动三大局部。其任务是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

2、设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。具 体为：.掌握对化工设备中的受力构件进行强度、刚度和稳定性计算的基本理论和方法。.能为常用化工设备合理地选择材料。.掌握化工设备通用零部件的选用方法。. 了解压力容器监察管理法规。（二）课程目标化工设备机械基础是化学工程与工艺专业的主干课程之一，通过本课程的理论教学和作业 训练，使学生具备以下能力：课程目标1:能运用基本原理证实、解决复杂工程问题方案的合理性，能正确表达一个工程问 题的解决方案。掌握中低压容器设计的基本理论和基本方法。熟悉材料力学基本知识、薄膜理论、 常用的金属材料、内压容器设计、外压容器设计、标准件选择方法。课程目标2：能够运用化工

3、常用的制图、模拟设计软件等工具解决复杂化学工程问题。具备化 工生产中常见的杆件、内压容器和外压容器的设计、校核能力。课程目标3：能够将经济决策、管理原理应用于化学工程问题的表述中，将化工工程问题上升 到理论阶段。工程力学是课程教学的核心内容，是学好其他局部内容的基础。通过学习使学生掌握 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、管理和维护打下基础。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-2、3-2：.毕业要求2-2：能基于化学工程原理和数学模型，正确表达一个工程问题的解决方案。2.毕业要求3-2：能针对特定需求，对

4、设备、单元（部件）进行设计并优化。程目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求2.2毕业要求3-2/课程内容与教学要求第一篇工程力学基础第0章概述第一章物体的受力分析和静力平衡方程（一）教学内容.静力学基本概念.约束和约束反力.别离体和受力图.力的投影、合力投影定理.力矩、力偶.力的平移.平面力系的简化、合力矩定理.平面力系的平衡方程.空间力系（二）教学要求.掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念。.掌握约束和约束反力概念。.学会画受力图。.掌握合力投影定理。.掌握力矩、力偶和力的平移。.掌握力的平移、平面力系的简化和合力矩定理。.掌握并熟练应用平面力系的平衡方程。. 了解空间力系。

5、第二章拉伸、压缩与剪切（一）教学内容.轴向拉伸与压缩的概念和实例.轴向拉伸或压缩时横截面上的内力.轴向拉伸或压缩时横截面上的应力.轴向拉伸与压缩时的变形.材料在拉伸和压缩时的力学性能.拉伸和压缩的强度计算基本要求.应力集中的概念.剪切与挤压的实用计算（二）教学要求.掌握直杆轴向拉伸及压缩的内力和应力的求解。.掌握直杆轴向拉伸和压缩时的变形的求解。.熟悉材料在拉伸和压缩时的力学性能.了解应力集中的概念。.熟悉剪切与挤压的实用计算。第三章扭转（一）教学内容.扭转的概念和实例.扭转时外力和内力的计算.纯剪切.圆轴扭转时的应力.圆轴扭转时的强度条件.圆轴扭转时的变形和刚度条件（二）教学要求.掌握扭转时

6、外力和内力的计算。.掌握扭转时的强度条件及其应用，了解圆轴的变形、刚度条件。第四章弯曲（一）教学内容.弯曲的概念和实例.剪力和弯矩.剪力图和弯矩图.纯弯曲时梁横截面上的正应力.惯性矩的计算.弯曲正应力的强度条件.梁弯曲时切应力.弯曲变形.提高粱弯曲强度和刚度措施（二）教学要求. 了解弯曲的概念和实例。.掌握剪力和弯矩方程的求解。.熟悉掌握作剪力图和弯矩图的方法。.掌握纯弯曲时梁横截面上的正应力概念及惯性矩的计算。.熟悉掌握弯曲变形及强度校核。. 了解纯弯曲时梁横截面上的切应力概念。. 了解掌握梁的弯曲变形及提高粱弯曲强度和刚度措施。第五章应力状态分析 强度理论组合变形（-）教学内容.应力状态的

7、概念.平面应力状态分析.三向应力状态简介、广义虎克定律.度理论。.组合变形的强度计算。（二）教学要求. 了解三向应力状态。.熟悉掌握广义虎可定律，四个强度理论。.掌握组合变形的强度计算。第六章疲劳（一）教学内容.交变应力的概念.疲劳的概念.持久极限.提高构件疲劳强度的措施（二）教学要求.掌握交变应力和疲劳概念及工程现象。. 了解持久极限和提高构件疲劳强度的措施。第二篇化工设备设计第七章概述（-）教学内容.容器的结构与分类.容器机械设计的基本要求.容器的标准化设计,化工容器常用金属材料的基本性能（二）教学要求. 了解设计及标准化的基本要求。.掌握容器的结构与分类及过程设备常用金属材料的基本性能。

8、第八章内压薄壁容器设计基础（一）教学内容.回转壳体的几何特征。.回转壳体的薄膜应力分析。.典型回转壳体的应力分析.内压圆筒边缘应力的概念（二）教学要求.掌握内压薄壁容器的设计及薄壁容器的几何特征。.掌握回转壳体薄膜应力分析飞. 了解边缘应力概念。第九章内压薄壁圆筒和球壳设计（-）教学内容.概述。.内压薄壁圆筒和球壳强度计算。.容器的压力试验。（二）教学要求. 了解内压薄壁圆筒的设计。.熟悉薄壁圆筒和球壳的几何特征和压力试验。第十章内压容器封头的设计（一）教学内容.凸形封头。.锥形封头。.平板封头.封头的结构特性及选择（二）教学要求掌握凸形封头、锥形封头、平板封头的特征、设计及选择第十一章外压容

9、器设计基础（一）教学内容.概述.临界压力.外压容器设计方法及要求.外压球壳与凸形封头的设计.加强圈的作用与结构（二）教学要求掌握外压容器设计图算法及要求。第十二章容器零部件（一）教学内容.法兰连接.容器支座.容器的开孔补强.容器附件（二）教学要求了解法兰连接的特点、要求、标准及应用。.掌握容器零部件的选用原那么。. 了解不同类型容器支座的选用及开孔补强原那么。四.学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程 目标课堂教学实验上机课程 实践小 计第。章绪论1讲授法1、2第一章物体的受力分析和静力 平衡方程4讲授法1第二章拉伸、压缩与剪切8讲授法1、2第三章扭转8讲授法

10、1、2第四章弯曲6讲授法1、2第五章应力状态分析强度理8讲授法1、2论组合变形第六章疲劳5讲授法1、2、3第七章概述3讲授法1、2、3第八章内压薄壁容器设计基础3讲授法1、2、3第九章内压薄壁圆筒和球壳设 计4讲授法1、2、3第十章内压容器封头的设计4讲授法1、2、3第十一章外压容器设计基础3讲授法1、2、3第十二章容器零部件3讲授法1、2、3合计56五.课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时 成绩平时作业5-8次留给学生适当的习题，主要考核学生对每节 课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全 部作业的平均成绩再按10%计入课程总成 绩。0.1考勤及课堂 表现出勤率高，不无故旷课；无迟到早退现象； 课堂上积极与教师互动；课堂上活跃积极主 动回答教师提出的问题。以随机的形式，在 每章内容进行中或结束后，随堂测试，或课 堂随机提问的方式，主要考核学生课堂的听 课效果和课后及时复习消化本章知识的能 力。0.1期末 考试期末考试卷面成绩（闭卷）试卷题型包括选择题、填空题、简答题和计 算题等类型题目，以卷面成绩的80%计入课 程总成绩。0.8六.参考书目及学习资料（书名，主编，出版社）L王志文化工容器设计化学工业出版社，1990,第一版GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，2001七.大纲说明.本课程阐述基本原理，理论联系实际，培养学生创新能力。.本课