《化工设备设计基础》教学大纲

《化工设备设计基础》教学大纲

ChemicalEquipmentDesign一、课程基本信息学

时：40学

分：2.5考核方式：闭卷考试。本课程总评成绩构成：考试卷面成绩占70%，平时成绩占30%。中文简介：化工设备设计基础是化工工艺、应用化学类专业学生学习和掌握化工容器和设备知识及其基本设计方法的一门综合性课程,

具有很强的工程性和实用性。它包括工程力学、容器设计和主要化工设备设计。二、

教学目的与要求

化工设备设计基础是化工工艺、应用化学类专业一门综合性的技术基础课，包括工程力学基础（静力学、材料力学）、容器设计和主要化工设备设计。本课程的目的是，使学生掌握工程力学基础，掌握化工设备常用材料的主要性能、牌号、用途及选材方法；掌握薄壁容器及其零部件的设计和标准选用的基本方法；掌握典型化工设备的结构和机械设计方法。通过本课程的学习要求学生掌握化工容器及设备的力学基础，材料选择，及基本设计方法，使学生具有化工容器及设备设计的初步能力。能够为工艺生产提出合理的设备要求，为从事化工设备的设计、使用、管理打下坚实的基础。三、教学方法与手段

讲授、课堂讨论。四、

教学内容及目标

教学内容教学目标学时分配第一章

平面力系受力分析及平衡条件31、力、力矩与力偶的概念及基本性质理解0.52、约束与反约束的分析理解13、受力图画法及分析掌握14、平面力系的平衡条件掌握0.5重点；受力图和力系平衡方程的应用。难点：约束、约束反力和一般力系的简化衡量学习是否达到目标的标准；会分析约束与约束反力，画受力图；列平衡方程；能独立完成课后习题第二章五种基本变形121、直杆的拉伸与压缩内力分析、应力计算掌握22、材料的力学性质、拉伸与压缩的强度条件掌握23剪切：概念及强度条件、剪切虎克定律掌握24梁的弯曲强度和变形计算掌握35圆轴的扭转：扭转横截面受力、强度条件和刚度条件掌握3重点：轴力、应力、应变和截面法的概念，拉伸与压缩的强度计算，剪切和挤压的实用计算。应用扭转强度、刚度条件进行圆轴的设计和校核。梁弯曲正应力计算及强度条件的应用；梁弯曲变形计算及刚度条件的应用。难点：分析材料在受力和变形过程中所表现的力学性质。圆轴扭转时的变形和应力分析。剪力图、弯矩图以及梁正应力的分析。衡量学习是否达到目标的标准；会拉伸、压缩、剪切、弯曲扭转变形的内力计算，强度条件计算。能独立完成课后习题第三章

化工设备材料31、材料的性能：力学性能、物理性能、化学性能掌握12、碳钢与铸铁；铁碳合金钢的组织、结构了解0.53、合金钢：分类、编号、性能理解0.54、有色金属材料和非金属材料了解0.55、化工设备防腐、材料选择原则掌握0.5重点：碳钢、低合金钢、合金钢的性能及选用的基本原则，化工设备的防腐措施难点：碳钢与铸铁的组织,结构,分类及牌号，运用选材原则对化工设备进行选材衡量学习是否达到目标的标准；运用选材原则对化工设备进行选材；能独立完成课后习题第四章

容器设计131、压力容器结构、分类、选材、标准化掌握22、内压薄壁容器的设计：应力分析、设计参数的确定、强度计算掌握33、外压容器的设计：稳定性概念和壁厚计算方法掌握34、封头设计：封头类型、壁厚计算掌握35、法兰连接、容器开孔、支座及附件了解2重点：典型压力容器的应力分析，内压薄壁圆筒及封头的强度设计方法及其设计公式。失稳概念和外压圆筒设计准则，法兰连接的密封原理、结构形式和分类,选择容器支座的结构、安装方法及其标准选用。难点:容器设计中设计参数的选择和确定。外压圆筒设计的工程图算法。容器开孔补强的原则及其设计方衡量学习是否达到目标的标准；会内压容器、外压容器壁厚的设计计算；封头的壁厚计算；会选容器的标准件；能独立完成课后习题第五章

塔设备31、板式塔结构设计：塔盘、接管、除沫装置了解0.52、填料塔结构设计：流体分布装置、栅板及接管了解0.53、塔体载荷计算、塔体强度和裙座的强度计算掌握2重点:塔设备所受载荷特点及其计算难点:塔设备危险截面处的应力分布及其应力组合计算衡量学习是否达到目标的标准；会塔设备各种载荷计算、应力组合计算；能独立完成课后习题第六章

管壳式换热器31、换热器的分类、结构及标准简介了解0.52、管壳式换热器的构件了解0.53、换热管及管板的连接、排列，温差应力掌握1.54、特殊工况的管壳式换热器及强化传热理解0.5重点:温差应力的产生原因、计算方法；温差应力的补偿措施难点:掌握拉脱力产生的原因及计算方法衡量学习是否达到目标的标准；会选管壳式换热器形式；会计算温差应力；能独立完成课后习题第七章

搅拌反应釜31、反应釜釜体和结构了解0.52、反应釜的搅拌装置掌握13、反应釜的传热装置掌握14、反应釜的轴封装置理解0.5重点:反应釜的机械设计步骤及相关计算难点:搅拌器的选型，搅拌器的功率及影响因素，轴封结构.衡量学习是否达到目标的标准；会反应釜的设计相关计算；能独立完成课后习题

五、推荐教材和教学参考资源使用教程[1]谭蔚等编化工设备设计基础天津大学出版社2007年3板教学参考资源[1]赵

军等编，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，2000年；